基礎中の基礎は対応できる地学基礎！
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高校1年生
第1章 地球の姿 1〜20P
第2章 地球の活動 21〜44P
第3章 地層と生物の変遷 44P〜70P
第4章 大気と海洋 71P〜109P
第5章 宇宙 109〜122P
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基礎中の基礎は対応できる地学基礎! 前回に引き続き今回は地学基礎をやっていきたいと思います と、いっても化学基礎は計算とかがかなり出てきたんですが 地学基礎に関しては計算かなり 少ないです。 代わりに暗記事項が多いって感じですね。 なので 生物基礎を例とかに例えてみますと 細胞という言葉 細胞壁という言葉 この言葉を暗 記すればいいってわけじゃなくてこの言葉とこの言葉がどういう関係性があるのか そして、これは理科4分野に言えることだと思うんですが 化学の時は言ってませんでしたけど イメージしてください あと言い忘れてたんですがこれを作っている本人は国語が大の苦手です。 日本語がめちゃく ちゃです。なので頑張って頭の中で変換してください。 で地学基礎の教科書はいろいろ見ているのですが やる順番がいろいろ違ってたりするんです なのである程度順番がごちゃごちゃになると思います。 ご了承下さい。 そして、地学基礎の教科書を見てみると、 最終章とかみたいな感じでいろんな分野を横断した やつが出てくると思うのですが、ここでは 教科書によって、 やっぱり違うのでその内容もやりま すけど、所々の章に組み込んでいくことになると思います 第1章 地球の姿 ここでは、地球の構造とか見た目とか後は、 プレートと呼ばれるものの運動について見ていきた いわけです 地球の姿①地球の表面 さて、復習です 中学校の理科というよりかは社会ですかね。 地理で習ってるかなと思うんですが 地球の表面で、 大陸と海洋の比率 どれぐらいでしたっけね 大陸がおよそ3割程度 海洋が7割程度ですよね そして、なんとなくのイメージでわかると思うんですが 海洋の面積と言われたら 北半球と南半 球はどっちが大きいでしょうかね 南半球の方が大きいですよね広いと言ったほうがいいんでしょうけども。 そして、地球の高度分布に関してなんですが 大陸地域と海洋地域でこの数字を覚えといたほうがいいかなと思うんですね 大陸地域の平均的な高度が840メートル程度 そして、海洋地域の平均の水深が3700メートル程度 海面を0と仮定するのであれば 水深は-3700メートルと表現するのがいいんですかね
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で、そして1つだけ謎があるんですよ 水深100メートルまでの海底って大陸の1部とみなすんで すよこの部分を大陸棚といいます 海の中にあるものなのに、 大陸地域に入るんだよと 地球の姿② 地球の形と大きさ ピタゴラスという方 聞いたことあると思いますこの人たちは最初はね、 大地は丸いものなん だ。と考えたわけです。 だけれども実はこの方は結構叩かれてたみたいなんですね そんなわけないだろうと。 ピタゴラスは間違っていないよと 地球が丸いことの証拠として有名な人物 アリストテレスという方ですね 3つあげたんですよ まず1つは月食が起こったときの地球の影の事 皆さん月食って何でしたっけ? 太陽と月の間に地球が入り込んでしまうことですね。 そもそも月って何で光ってるかって言ったら、 自ら光り輝いてるわけじゃなくて 太陽の光を反射し ているわけですよね 太陽 地球 こんな状況ですよね そうすると、太陽の光が地球のせいで遮られてしまい遮られた部分は影になるのはわかります よね 地球が丸いことを仮定するのであればこの影の形も丸になるんですよ 例えば、 皆さんは、電気をつけて、 白い壁とかがあったら、人差し指でも何でもいいんですけれど も仮に人差し指にしましょうかこれで壁に近づけると影の形は人差し指ですよね。 そんな感じですだから月に写っている地球の影が丸い形であれば地球は球の形だよね そう 言えるわけですね 月に写り込む地球の影の輪郭って表現が適切かはわからないんですがそれが丸いと地球は 球の形をしてるよねと言う証拠になるわけです そして、2つ目の証拠は 南北で見える星 (北極星) の角度が変わること
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例えば、エジプトとか見える星がもっと北の地域とかに行ってみるとですね 例えばギリシャとか にしてみますかこの辺だと見えなくなっちゃったり。 逆に北極星の高度とかが変わったりする のではないかとこういったところに着目したわけですね もし、地球が平らなのであればどこにいようが星とかは、 同じ角度に見えるはずだと場所に よって角度がこれほど異なっちゃうっていうのは観測者が曲面の上を移動していることに他なら ないと そして、 3つ目の証拠は港に入る船から陸地の高いところが最初に見え始めること もし、地球が平らな机のような形をしていたら遠ざかる船とかって単にどんどん小さくなって最終 的には視力の限界とかで点になって見えるはずなんですよ でも、実際の海でどのように消えているかって言うと まず、船の下の方から、じわじわと消えてって次に客室部分とかが隠れていって最後にマスト とかが水平線に残るようなそれも最終的には消えていってしまうとね この3つの根拠から、地球は球体なんだと言うことの証拠なんですね では、次地球の大きさという話に入ってきますね 皆さん、想像したことがあるでしょうか? 地球を1周ぐるっと回ったときの長さってどれぐらいでしょうか? 大体40000Km では半径はど れぐらいでしょうかね? 6400Km なんですね 今は地球の大きさと言えば、 人工衛星とかで測れちゃいますけどね 昔はそんなものがなかった からどうやって計算していたかって言うと 実は地球は楕円なんですけど、当時はちゃんとしたきれいな球体だったと考えられているので、 まぁそれになっちゃうんですけどね 古代ギリシャのエラトステネスという方 緯度差1度に対する距離を測って、それを360倍すれば、地球の大きさが大体推定できるよねと まず、地球をとりあえず巨大な円として考えましょう 地球の北極から南極へ通る縦の切り口みた いなものを考えてあげますと 1つのでかい円になりますよね。 緯度が1度変化するという事は地球の中心から見た角度、 つまり中心角が1度分だけ移動しまし たよってことですね 円1周が360°ですね 緯度1度分の距離 つまり弧の長さを360個分集めてあげればちょうど円 1周分になるよね こういうことです そして、エラトステネスさんは、 扇形の中心角と弧の比例関係を用いて測定したわけですね そして、エラトステネスさんはどこに住んでいたかって言いますとアレクサンドリアと言うところ 紀元前230年前頃ですかね 同一子午線上の2つの地点の間の緯度差を利用したと言われてます
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では、実際に計算してみましょうか アレクサンドリアとシエネという2つの地域の緯度差なんですが 太陽の光の当たり方みたいなのを図で書いてみますね 7.2 まず、最初シエネとアレクサンドリアの部分に直線を引きましたこれが何を表すかって言うとそ の時点においての鉛直方向に伸びた線ですね つまり、その地点から、真上に伸びた線のことを表していると そして、太陽の光を書いてみたんですが 実際のことを言いますとシエネのほうは真上から太 陽の光が現れるんですね 井戸に反射したものからわかったらしいです。 だからちょうど鉛直方 向に引いた線、つまり真上の線と重なるようになるんですね。 一方 アレクサンドリアの方では南中高度が82.8°なので 真上の方から7.2°くらい傾いていま すよってことです。 そうすると、 同位角の性質によりアレクサンドリアとシエネの緯度の差に相当する部分も7.2°に なりますよね そしたら今ので中心角は7.2°であることがわかったのでそしたら弧の部分を求めてあげれば 解決じゃないですか そしたらシエネとアレクサンドリアの距離って大体900Kmらしいですね そうすると、 7.2°に対応するのが900Kmであるんだから 360°に対応するのは何Kmですか? これを計算式として式を立てていくと 7.2:900 = 360:x これを解いてあげればいいから 45000Kmと出ますよね 大昔にしては、だいぶ正確な値として求められたと だから、あまり誤差としてはないんですね 地球の姿 ③ 地球楕円体とは 地球は何で球形をしているのかこれある力が働いてるんですね 多分聞いたことあると思いま す。 万有引力ですね 万有引力と言うのはすべての物体の間で互いに引きつけ合う力のことです
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地球は、万有引力によって、 物質が中心に引かれるから球形をしているんだよ そして、自転軸から遠ざかる方向を向いて、 赤道に近いほど大きくなる力があるんですねこの 力を遠心力といいます 地球って外から見たら、ぐるぐる回ってるわけですから 地球上の物体っていうのは自転軸を中 心として回っているんですよ この回転の中心からは遠ざかる力だよねってことです。 ちなみに、遠心力は赤道に近いほど大きくなりますね イメージしてみるとわかりやすいかもしれ ませんけど、地球って自転してるじゃないですか。 そうすると、1番振り回されそうな部分って赤道付近じゃないですか 逆に極付近とかだと あんまり振り回されるって言うイメージがないじゃないですか だから遠心 力は小さめなんです。 そして、引力と遠心力を合成しまして、この2つの合力を重力といいます 重力ってのは物体を地球に向けて引きつける力みたいなイメージです ではやっていきますね 地球って画像とかで調べてもらうとわかると思うんですが、 結構なまんまるなんですね それと、比較して、 土星とかを見てみると 多少ぺったんこなんだと。 でも、地球って完全な球体であってぺったんこではないのかっていう視点で見ていきます 仮に、 地球が完全な円であれば地表付近で見てみると 赤道付近と極付近で曲がり方は同じ ようになるはずなんですよ 仮に、横に引き伸ばしたような楕円であるとすれば地表の曲がり方って少し違うはずなんです ね 赤道付近では、 曲がり方が急で 極付近では、曲がり方が緩やかであると 逆に、縦に引き伸ばしたようなものだと 極付近では、 曲がり方が急になり 赤道付近では曲がり 方が緩くなるんですよね では、地球ってどれに該当するかって言いますと 南北に潰れたような形で横に引き伸ばした かのような形になってます こんな形のものを、 楕円と言い 楕円を回転させてできる立体のことを楕円体といいます そしたらどのくらい凹んでいるのか ぺったんこなのかって指標を見ていきます この楕円のぺったんこ具合を表す数値として偏平率を用いて、 表されると 公式です 偏平率=(赤道半径-極半径) +赤道半径 地球の場合 極半径が6357Km 赤道半径が6378Kmだから計算してみると (6378-6357) 6378≒ 1/300 地球の赤道半径と極半径を持つ楕円を地軸の周りに回転させてできる回転楕円体と言うものは 地球に近いものになりますよねこれを地球楕円体といいます
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本当は地球楕円体っていうのは地学基礎の範囲では多分合ってるんでしょうけど地学になるとも うちょっと詳しくなっちゃうんですかね 地球の姿④地球の内部構造 地球の内部構造って、 主に2つの分け方があること言っときますね 硬さによる分け方と物質による分け方ですね 最初は、硬さ(教科書によっては、流動のしやすさ)による分け方について見ていきたいと思いま す リソスフェア アセノス フェア このイメージの図の通りなんですが 聞き慣れない言葉が2つほどありますよね。これ重要語句 なので覚えてもらいたいんです これは、後々、成分による分け方でマントルという言葉が出てくるんですが マントルの上部分の一部がアセノスフェア 柔らかくて、 流動しやすい部分のことです そしてそれよりも、上側ね マントルの上側と地殻あたりを合わせて流動しにくい部分この部分 をリソスフェアといいます このリソスフェアとかアセノスフェアって固体を分類したものでアセノスフェアは柔らかい部分だ けど、液体ではないから要注意ね 固体なんだけど、 硬い部分がリソスフェア 柔らかい部分がアセノスフェアみたいな感じですね そして、もう一つ覚えて欲しいのが 大陸地域と海洋地域でリソスフェアの分厚さが違うんだ よって話 大陸地域の場合って地殻が分厚いので、 それに対応してリソスフェアも分厚めって感じですかね
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大して、 海洋地域のほうは地殻はあんまり分厚くないのでリソスフェアもそれに対応してあんま り分厚くないよねって感じです ではアイソスタシーとプルームの話をしたいわけです では、アイソスタシーって何なのか説明していきますね まず、地殻とかマントルとかって固体ですよね でも、ここでマントルは長期的に見てみると、流 動しているんです 短い時間だったら硬い固体だなと でも、長期的に見ると、 流動しているんだと さて、こういう目で見てみましょう 流動しやすいマントルに流動しにくい地殻が乗っかっているとか浮かんでいるとかそんなイメー ジをしてみてね そして、流動しやすいものっていうのは乗っかるものによっては変形させられてしまうんですよ つまり、上に乗っている海水とかそんな奴らの重さによってマントルは変形するんだと と言ってもイメージがしにくいと思いますので 水の上に何か木片とかで良いですかね とりあえず、水と木片の例を考えていくと 重力と浮力が釣り合うことを考えます そうすると、この木片は釣り合っている状態だからこれ以上浮かばないし、これ以上沈まないよ ねって 地殻とマントルも同じなんですね 重力と浮力が釣り合うからじーっとしてるよねと。 こんな感じで、重力と浮力が釣り合って地殻が静止しているよねっていう状態 この状態のことを アイソスタシーと呼んでいるわけですね 中学校の物理で習ってるかなと思うんですが アルキメデスの原理ってありますよね。 流体中の物体においては押しのけている流体の重さと同じ分の浮力を受けますよ こういった原理でした マントルの中に地殻が入っているような感じだったら入った分だけ1部押しのけることになりま すよね その分の浮力を受けますよってことです だから、マントルの同じ深さっていう観点で、 着目したときに単位面積あたりに働く物質の重さと いうのは、場所によらず等しいよね アイソスタシーの状態の言い換えをすると、こんな感じです そしたら次はプルームの話をしていきますね その前に中学校の理科の復習をさせてください 熱の伝わり方は主に3パターンありましたよね 伝導と対流と放射の3つです
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冷 <知的> <仕> <対流 イメージ図を書いてみましたけども このノートを中学生の方が見てる可能性もありますので、 ちょっとだけ説明しますね 伝導は温度の高い方から低い方へとどんどんと熱を伝えていく現象 対流は下が暖かくて、上が冷たい時に暖かいものって密度が小さいから浮き上がって冷たい ものは密度が大きいから沈むんですよねだから、 下から上と熱が上がっていくんだと 放射は太陽とか暖かいものの放つ光とかによって離れたところに熱が伝わりますよねと そしたら、その中でも代表として 対流くん 君、ちょっとマントルの中で対流してくれやと頼んで みましょ
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地殻(冷) 2542 未溜められた マントルの物質 青冷やされた コントルの物質 核(熱) こんな感じですね 核と地殻の間にはマントルってありますがマントルの物質というものが対流しているんだと 先ほども言いました通り 瞬間的な時間ではカチコチなんですけれどもめちゃくちゃ長い目で見 てみると水みたいに流動的になっているんだよ、と 実際これ1周するのに大体10億年かかるらしいですね、、、 気の遠くなるような長さですね。 そして、この対流はプレートの運動とも関係しているんだよと 後のプレートについては説明して いきます 核とかで温められたマントルの物質が上昇していくんです この流れのことをプルームといいます そしたら次は、成分による分類っていうのを見ていきます さっきから散々言葉を使ってきたんで すがね。 地殻 モホ面 マントル 核 成分による分類だとこんな感じになります そして、大体なんですけど変わり目の深さっていうのも実は覚えるしかないんです
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イメージとしてはですね 皆さんは半熟のゆで卵で教わったと思うんですが間違いやすいかもし れません。 半熟だと外側から 殻 白身 黄身 そしてこの黄身の部分は2つに分かれて外側が固体 内側が液体だと思うんですけれども これ 黄身と地球では違うんですよ 固体と液体が逆になるんですよね。 なのでちょっと半熟卵 で覚えちゃうとこの辺間違えちゃうかなと。 では、改めましてやっていきますね 地球は、表面から 地殻、マントル、核となる そして地殻とマントルの境目のことをモホロビチッチ不連続面といいます このモホロビチッチ不連続面は略してモホ面と言っても大丈夫です そして核は内核と外核に分けられますよとね ここで地殻、 マントル、 外核、 内核の構成している物質とその状態はセットで覚えといてください 地殻、マントルは岩石でできている 両方とも状態としては、 固体であるとこれは覚えやすいか なと思います 核は両方とも金属でできているただし、状態が少し厄介で 外核はものすごく熱いから液体なん だけれども 内核ももっと熱いですよ でもそれなりに圧力もすごいんですよ。 だから押し固めているイメー ジ。だから内核は固体 外核は液体の状態だよってことです そして、これを深ぼっていきたいわけですね 地殻は大陸地殻と海洋地殻に分けられます 大陸地殻は2層になっていて 上部が花崗岩質の岩石 下部が玄武岩質の岩石となっていま す 海洋地殻は玄武岩質の岩石になるよねと 花崗岩質の部分が乗っかっているから 大陸地殻の方が比較的分厚いようになっているんだよ と あと、これはついでに覚えといてください 大陸地殻の下部 玄武岩質の岩石 そして海洋地殻のやつも、 玄武岩質の岩石となっていますがこれは別物なんだよと。 そして、マントルですね マントルは上部マントルと下部マントルに分けられると。 上部マントルはカンラン岩質の岩石なんだと そして下部の特徴は、深くなるほど圧力が高くなるから 岩石の密度は大きくなっているよねって 感じです 深くなるほど圧力が高いということは地殻とマントルを比較した際にマントルの方が 密度は高くなっているんですよ そして核ですね 地殻、マントルは岩石でできていましたけど核は金属 主に鉄でできている んです
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では地球全体で見てみたときに多く含まれている元素トップスリー 鉄が1番多くてその次に酸素が多くてその次にケイ素が多い みたいな感じです では、今からそれを部分部分で見ていきましょう 地殻 酸素が1番多い 次にケイ素 次にアルミニウム 酸素が大体50%程度です 酸化しているみたいなことにもなるんですね。 そして、マントルは出る可能性が、 あまりにも低いので割愛します 核 鉄が90%以上 後はニッケルが5%程度 地球の姿⑤ 走時 (発展内容) 実は地球の内部構造は 地震の波の伝わり方を観測することによって明らかになったとされて います ここで 走時 についてやっていきます 走時... 地震が発生してから地震の波が観測点に到達するまでに必要とする時間 地震が発生する場所のことを震源と言いましたよね そこから真上の地点が震央と地震のやつ については後で、もうちょっと詳しくやります。 ① hpr D ロ D こんな感じであります そして復習です P波とS波 覚えてますでしょうか? 速いほうの波ってどっちですか? P波 の方ですね。 それぞれが異なる速さで進んでいくわけですが 震源から出てくるのは同時なんだよね。 そしてこの地震波の走時なんですが 距離が遠くなればなるほどかかる時間は伸びますよね これでグラフを描くことができますこのグラフのことを走時曲線と言いますね 横軸に震央距離 縦軸に走時をとってあげるんです
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震央 霞中距離 電源 震源距離 震央距離は震央から観測地点までの距離でしたね 走時 震央距離 グラフの大体の形は、 こんな形ですかね 震央からどれくらい遠いところにどのくらいの時間をかけて 地震波がやってくるんですか? みたいなことを、 グラフに表してるんです では、次 地震波の伝わり方っていうのをやっていきます と、いっても2つだけです 直接波... 地殻の表面近くを伝わる波 だからまっすぐみたいなイメージ 屈折波... 地殻からマントルに達してマントルを伝わってから再び地表に達する波
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直接波征測点 レ B C スタート 屈折波 地 イメージとしてはこんな感じです マントル この2つの波は、伝わり方が違うわけですからねかかる時間も異なるわけですよ 同じ地震波でも伝わり方が違ければ、かかる時間も違うんだって話です 地殻よりマントルの方が地震波の速度って大きいんですね イメージとしては 直接波は普通の道路を車で行くみたいな そして屈折波は一旦高速道路まで行ってまた戻ってくるみたいな この二通りの行き方があるんだよって感じです では観測地点が近いところだとどっちの波が速いと思いますか? これは直接波の方が早いです めちゃくちゃ近いところに行くのにわざわざ高速道路まで行って 戻ってくるんですよそれだったら普通に行ったほうが早くないですかってことです。 一方で、遠いところだったらどうでしょう? 多少高速道路に行くまでの手間はかかるにしても 高速道路乗っちゃったほうが良くないですか? て言う考えで屈折波の方が遠い時は早いです 震央に近いところでは、 直接波が先に伝わる。 遠いところでは屈折波のほうが先に伝わる だから走時曲線に折れ曲がりが生じているんだよって話です グラフを書いてみますと
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走時 震央距離 こんな感じですかね ちょっと画像に文字が抜けていたので追加します 赤の線が直接波 青の線が屈折波 そして、赤と青の上から緑で塗ってありますねここの部分が実際のグラフの形になります。 走時曲線は速くついている方の軌道を描いているようなものです 最初のうちは直接波なんだけれどもある地点を境に屈折波に変わっているってことです 実はこれでわかることって、 地震波の速度もそうなんですがもう一つは、モホロビチッチ不連続 面のおおよその深さみたいなのを推定することができますよねってことです そして、もう一つシャドーゾーンについてやっていきます かっこいいすね。 そして、基本的には震央から遠い奴には震央距離をどのようにして表すのか 地球の中心から見た角度で表すんです これを角距離といいます そして、この角度の103° あたりを境目にしてP波とS波がプツンと切れて伝わらない範囲が存在 するんですね この範囲のことをシャドーゾーン (影の領域) といいます なんか、ちょっと恐ろしいですよね 走時曲線を書いてみると、なだらかなやつなんです。 びっくりすることに途中で切れちゃうわけですよ 地球の姿⑥ プレート 先ほど 地球の表層のことを硬さ 流動のしやすさで区分した際にプレートってどこに当たると 思いますか?って話 これはぜひ覚えといて欲しいんですがリソスフェアの部分に当たります。 リソスフェアって十数枚の岩盤に分かれていると言われてます 地球全体を覆う1枚の板って勘 違いしてる人が多いですからね。 実は名前の付いているプレートと名前のついていないプレートがあります そして、プレートって1年間に大体数cmくらい 動いていると言われています
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そしてプレートは動いている 自分の重みを原動力としたり マントルの動きとも関係するなんて いろいろ考えられていたりしますね そして、動いているということはですねみんな同じ方向に動いているわけではないんです。 お互いに広がっていったりとか、 お互いに近づいていったりとか ついでに、プレートには大陸プレートと海洋プレートがあるんだよってことを覚えておいてください それで、プレートの境界と言うものを今からは見ていきたいなと思います まず 2つのプレートが、 お互いに離れていくようなところこれをプレートが発散する境界といい ます 私はあんまりよろしくない言い方をしますね プレートが生まれるんですよ。この生まれるとこ ろって思っといてください。 海洋プレ アセリスフェアコ この生まれる場所、互いに離れる場所のこと この画像の真ん中あたりにくっついてるところがあ るじゃないですか。 ここから離れていますよと この場所のことを海底では中央海嶺といいます 例えば、大西洋中央海嶺とか東太平洋中央海嶺 なんて場所があります 海嶺は山脈状の地形 だなって 海嶺は「かいれい」と読みます ちょっと漢字が難しいんですね。 一方で、陸上では 陸上が引き裂かれて生じた陥没地形が生まれるんですね これを地溝帯と いいます アイスランドのギャオなんて教科書に載ってることが多いと思います プレートが発散する境界とかってあくまで分類の名前だからこの発散する場所の名前として、 大体の場合、 中央海嶺を指すんだとそんな感じで思っていてくれて結構です 海嶺を中心としてそこからどんどん広がっていくよねみたいなところですね
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下から温かいアセノスフェアの物質が上がってきて、新しいプレートが作られてきてるような新し いプレートができるから古いものは押しのけられてるよねみたいなそんな場所でもあるんです と そして、次にプレートが生まれるところがあれば、 当然死ぬところもあるわけですね プレートが近づいていってぶつかろうとする そうすれば動きが止まるのかと言えば実はそう でもなくてどちらかが上のほうにどちらかが下のほうに行ってスムーズに動くようになってます 大陸プレイ 海洋プレ大 こんな感じですかね これは実は密度が関係しててですね。 海洋プレートと大陸プレート ある いは密度が異なるけど、 両方とも海洋プレートのパターンですねそれが近づいていくと、こんな 形になるんだよ、 と。 それぞれ構成されている岩石みたいなのが違いますよね 陸のプレートって密度が小さいんです 逆に海洋プレートのほうは密度が大きいんですね。 海洋プレート同士の場合だと密度が異なる場合があるんですね 例えば出来立ての海洋プレートがあるとしましょうか これはまだアツアツだから、密度は小さ いですねこれが徐々に冷えていって、密度が大きくなっていく。 だから、ものによっては密度が 異なる場合があるんだと そうすると、密度が大きい 言い換えると重いプレートの方が下に行くから死ぬみたいな表現を 使わせていただきました このような境界をプレートが収束する境界といいます そして、ここでできるような地形が海底に なっていて、 細長い溝上の大地形ができるんですねこの地形のことを海溝といいます ただ、密度がさほど変わらない場合 思いっきり衝突します 大陸プレートがぶつかり合うこと位 しかパターンがないです。 衝突すると片方がぐにゃりして 大山脈を形成する
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先ほど密度が大きいやつが沈むと言いましたがこの沈み込む部分のことを沈み込み帯 そして、密度がさほど変わらないやつは 衝突する そして大山脈を形成すると言いましたがこ の部分のことを衝突帯といいます そして、最後のパターンプレートのすれ違い境界 お互いに広がっていったり近づいて行ったり、 以外にもすれ違うってことがあるんだと こんな感じですね 今、発散する境界を2つ書かせていただきました 右に着目してみると、 どっちの海嶺も右向き右向き 左の観点から見てみると どっちも左向きと左向きですよね。 だから、同じ向きに動いているんだよ、と ところが、大体真ん中のところを見てもらいたいんですね 上のやつは右向きなのに下側のや つは左向きとなってます ここが実は断層になっていてですね この断層のことをトランスフォーム断層といいます サンアンドレアス断層 この断層の名前は覚えておくと良いでしょう それって大地形はどのように形成されるのかもやっていきますね 大陸地殻はどのように分厚くなっているのか 火山活動とかによってらしいです。 こんな感じの1 連の地殻変動のことを造山運動そしてこれによって作られた地域のことを造山帯と言います
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大陸プレ (または沿岸プレイ) 海洋プレ大 この絵をもう一回使います 大陸プレートの方が密度が小さいから上のほうに行って密度が大 きい海洋プレートが下に沈み込むんですよね そうすると海溝ができますと この海溝という部分では、 海洋プレートの上側にある堆積物とか、 岩石の1部がはぎ取られる それが大陸プレートの縁に付け加えられていくみたいなことが起こるんです これを付加体といい ます こんな感じで、 大陸地殻が形成される そして、海洋プレートが沈み込んでいくときの影響でマグマができるんですね 活性化されて マグマだまりを形成してこのマグマだまりの圧力が耐えられなくなっちゃってどんどん上に上 がっていくんですよ マグマはプレートなんかよりも密度が低いから。 そして、噴火を起こして、 火山を形成すると そして、この火山からできた土地のことを弧といいます 大陸プレート側でマグマが噴火してできた火山地帯のことを弧といいます 日本列島とか、その典型的な例なんですが 弧とか付加体 そして海溝付近の地域 弧一海溝系と言います そしてこの弧が海で発生したもの陸から孤立している島とかね それを島弧 (弧状列島) 逆に、陸で発生するもの つまり陸とつながっているものですねこれを陸弧といいます アンデ ス山脈とかがその例ですよね 地球の姿⑦地殻変動 と言いましても、この範囲は皆さん余裕だと思います なぜなら、全て中学校でやってるから 新しい用語とかも出てこないし では見ていきましょう 断層... プレートの運動などによる力が地層に伝わると、 地層がある面で断ち切られて面に沿って ずれる変形
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この時のずれた面を断層面と呼ぶ そして、今後もずれる可能性がある断層のことを活断層と呼びます 主にここでは3つの断層を覚えてもらいますね 傾いた断層面に対して上側を上盤 下側を下盤と呼ぶ時 上盤が重力に従って落ちるものを正断層 それとは、逆に上盤が重力に逆らって上がっていくものを逆断層 そして、両側の地盤が互いに横にずれるものを横ずれ断層と呼ぶ 正 逆断 横ずれ 断層 瞬間的に、一気に力がかかると断層ができますが 力が加わっても、ゆっくりだったら 岩石が割れずに曲がることがあるんです このようなものを褶 曲といいます しゅうきょく と読む
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こんな感じですよね この絵を見てもらって凹んでいるところと盛り上がっているところに線が引いてありますよね これ、それぞれに名前がついているんですね 凹んでいる部分のところを向斜 それとは、逆に盛り上がっている部分を背斜といいます そして線で書いているところ 向斜の最低点を連ねた線 (向斜軸) 背斜の最高点を連ねた線(背 斜軸)を表しています いずれも褶曲軸 と呼ばれるグループですね こんな感じで断層・褶曲とかあるいは大地が隆起とか沈降すること、こいつらをひっくるめて地 殻変動といいます 地球の姿⑧ プレートテクトニクス 世界の大地形を作ったり 火山活動だったり 地震だったりそういったいろいろな地学現象とか そんなものをプレート運動という観点で説明しようとする考え方をプレートテクトニクスといいま す 特にこういったものは、プレートの運動とかで統一的に説明できるのではないか 地震活動も、火山の分布に関しても大体プレートの境界付近で起こったりあったりする 火山活動って主にプレート境界で起こるんだけれどもほぼ関係ないハワイのようなホットスポッ トでも起こります ホットスポットについては後々詳しく説明していくんで、 ここではこんなのがある んだら位に留めておいてください そして、プレートテクトニクスの対照的な考え方として要はプレートテクトニクスで説明しきれな いものはプルームテクトニクスという考え方があって、それで説明しようとするものもあるんです ね プルームやりましたよね マントルの対流があって上昇流 下降流が生じる このマントルの対流に当てて地学現象を説明しようとする考え方がプルームテクトニクスです 地球の中で状態が液体のものがありましたよねこれは外核でしたね マントルは固体でしたよねでも、こいつは長期的に見たら流動している 固体が動いているみた いなね そして、マントルには温度差があるんですよね 熱いところもあれば冷たいところもあると。 冷た いような物質は、密度が大きいから下に沈んでいくんですよね。 逆に暖かい物質は密度が低い から上に上がっていくとね。 だから、こいつらがマントルの対流を引き起こしているんだ だか ら、これで説明しようとするわけです
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第2章 地球の活動 地球の活動① 地震の基本 (発生原理・用語) まず、基本的な用語を抑えてもらいたいんですね 震源の深土) 震央 中距離 5 震源距離 震源 地震って何で起こるのかって言ったら地下の岩盤とか岩石が破壊されて発生するものなんだっ て 地下の岩盤とかって、 プレート運動の働きを受けて基本的に何らかの圧力を受けているわけです からね この圧力というものが、限界値に達したときに圧力から解放されたいわけだからそのために揺 れを発生させるんだなと この時に、岩石の中にある面を挟む両側が短時間にずれるわけです この変形が先ほどやりま した断層ですね。 そしてずれた面のことを断層面と言いましたよね。 用語をやっていきます 震源... 地震が起きた場所の事 赤のXで書かせていただきました そしてもちろんですが、 地震が起きるのは地下ですので 必ず震源は地下になります。 震央... 震源の真上にあたる地表の地点 たまに選択肢で震源は地表にある震央で地震が起こるみたいな事は引っかからないでもらい たいなと思います 用語の意味をしっかり把握することが大事です。 震央は地表だからね 震源は地下だからね 震源の深さ... 震源から震央までの距離 皆さんは中学校の数学でも距離という言葉習ったと思います。 数学では2点を結ぶ最短の長さ
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と習うと思います それです。 だから、基本的に震源の真上に存在する地表の部分が震央に該当するから 垂直になりますよ ね 震源距離... 震源から揺れを観測した地点までの最短距離 震央距離... 震央から揺れを観測した地点までの地表上の最短距離 そして、これは直角三角形になってるのわかりますよね さて、皆さん、 数学で 直角三角形で 何らかの定理があると言われたら何を思い浮かべます かね 3平方の定理ってやつありますよね 底辺がa 高さがb そして斜辺はc と、置いた時に a² +b2 =c2が成り立つんでした 今回で言うと 震央距離がa そして震源の深さがb そして震源距離がc とおいた時に成り立 つんですね 言い換えるとVa² +b2 とすることもできるよね 本当は、 プラスマイナスはつくんだけれども 距離のことを考えてるからプラスしかないよねと そしたら、ここの話は、一旦終わりにして 次地震の波によって発生する揺れのことを地震動といって 震度...ある地点における揺れの大きさ(=地震動の大きさ) 当然観測地点ごとに異なります そして、日本では10段階で定めてますね これを震度階級といいます 気象庁によって定められ ています。 0、1、2、3、4、5弱、 5強、 6弱、 6強、7 よく間違えるのは0をカウントし忘れて9段階って答える人 1からじゃなくて0からね マグニチュード(M)... 地震そのものの規模 エネルギーの大きさこれは観測地点によっては異 ならない これに関しては、世界共通の尺度になります 震度が大きい=マグニチュードが大きいっていうのは間違いね 必ずしも一致しないって言うことです それでマグニチュードが1大きいと、そのエネルギーは大体32倍 1000倍 になるんだよと 地震の波って震源から遠くなるほど弱くなるんですよ だから震度は震央から離れるほど小さくな るマグニチュードが大きいほど広範囲に大きい震度が観測されるようになるよねこれは覚えて おくと良いでしょう そして、地下の岩盤が圧力によって破壊されることによって地震って発生するものじゃないです か そんなタイプの地震は前震という地震が起こって次にその地震活動の中で最も規模がでかい やつが起こるんですこの最も規模のでかいやつのことを本震といいます 初めに起こる大きい地震が大体本震 必ずとは限らないけれども でも本震がやってきてそれでもね、 岩盤の歪みが解消されてないその時はどうするかといい ますと本震に続いて余震といいます
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だから、地震て 岩盤の歪みを解消するためにあるんだ ※ 歪みはゆがみ ではなく ひずみ と読むのが適切です(両方読み方としては適切なんで すが地震の場面ではひずみと読んでください。) 地球の活動②地震波の伝わり方・震源の特定 まず、最初地学基礎をやっていく中でここがまず難しいと思う人が多いと思います 地震波には主に2つあるんですね そこで最初は弱い揺れが来てから、 その後に強い揺れが来るわけですよね 地震の最初の頃に来る、 小さい揺れのことを初期微動と呼び, 初期微動を起こす原因となる波 のことをP波と呼びます 速く伝わるけど弱い揺れ ゲームとかでいうスピード型みたいな感じ これ最初に来るやつなので Primary wave ですね これのPです そして、初期微動の後に来る大きな揺れのことを主要動と呼び、 主要動を起こす原因となる波の ことをS波といいます 遅いけど、揺れは強いって感じですね パワー型です これは2番目に来るので Secondly waveですね つまり速く伝わるP波が先に来て少し遅れてからS波が到着しますよね その間の小さく揺れている時間のことを初期微動継続時間といいます P波が到着してからS波が到着するまでの時間の事ですね 初期微動継続時間が長いほど震源からの距離は遠くなりますよね こういうことを 中学校では学んできたわけですよね では、これをもうちょっと詳しくやっていきたいと思います P波、、、波の進む方向に対して同じ方向に岩石を押し引きするようなものです このような波は 縦波といえます。 S波、、、 波の進む方向に対して垂直な方向に岩石を揺らすような波 イメージとしては、上下方 向みたいな そして、P波とS波は同時に発生する それで岩石中を伝わる速度に関してはスピード型であるP 波の方が早いんですね P波が地下から地面に向かって行くのであれば 天井を押し引きするみたいなイメージね そんな 感じで伝わると S波の場合は、地面が横に揺れると 初期微動は地震波の中でもP波によって引き起こされる揺れであって 主要動は地震波の中でもS波によって引き起こされる揺れである では、実際に地震波と言うものを計測してみますとそうするとこんな感じの波になるんですよね
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初期微動 初期動 継続時間 宮動 これは横軸とか取ってないんですが 横軸があって、それが時間だと思ってください。 そして右 に進むにつれて時間が経っていますよと。 まず、ちょこちょこちょこ揺れ始めて そして S波が到達して揺れが大きくなる P波も来てるんですけれども、主にS波による揺れがメインになっちゃってるので 主要動となりま すね それで、皆さん 初期微動継続時間 (P-S時間) とは何か説明しますね だいぶふざけた例なんですが 今からP君とS君に走ってもらいます まず最初は10メートル走ですね あんま聞きなじみはないですけれども。 P君は足が速いけど、 体重が軽い子 S君は足が遅いけど、 体重が重い子だと思ってください 同時にスタートしたときに P君とS君にあまり差は生まれないですよね ところが、200メートル走とかにしてみるとどうでしょう 足が速いのと、 足が遅いのだから当然差は大きくなりますよね つまり、地震もこれと同じで 震源から近いところでは P波とS波の差があまり大きくないんですよ つまり初期微動継続時間 は短いわけです。
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ところが、震源から遠いところになると P波とS波の差が大きくなるから 初期微動継続時間は長 くなる そして、初期微動継続時間は震源からの距離に比例するんだという性質は覚えとくと良いでしょ う そして、もう一つすごいやつがあります 初期微動継続時間がわかってしまえば 震源距離を求めることができる。 この初期微動継続時間の特徴は震源から離れるほど長くなる性質があるんでしたね 今やった ばっかりですけれども さて、比例の公式ですがこれ結構懐かしい人には懐かしいでしょう。 y=ax (aは比例定数) 比例関係があるのだから、こいつを震源距離を求める公式として入れちゃおうとね この初期微動継続時間のことをTと表します そして震源距離をD 比例定数をkとする そうするとですね D =kTという関係式が成り立つんですねこの関係式のことを発見者の名前 にちなんで大森公式といいます 大森 房吉さんが発見したものですからね そして、この比例定数の範囲は6~8km/sくらいであると では震源の決定という話をやっていきたいんですが 実は私がこの地球の活動②の最初に 言ったここがまず難しい人が多いと言うのはここなんです まず3つの観測点から、震源距離を半径とする円を描きます そしてこの3本の共通する弦が、 交 わる点が震央だよ 震源距離は大森公式で求めることができる そこから3平方の定理を用いて 深さを求めていきましょう この説明だけで1発で理解できる人は凄いと思います B C ・A まず、観測地点ABCを設けてそこを中心として震源距離を半径とする円を書いてみました
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そして、3つの円が互いに切り合うという表現が適切かわからないんですがそこの2点を結ん で、3本の線ができるはずなんですけれどもここの交点となる部分が震央になるわけですね B ・A C この交わってるところが震央となります それでこれは2次元なんですよね そしたら2次元なんですけど、 3次元風に表してみたいと思います Aとこの交わったところを0として、、、 C A 震源距 震央距離 0 電源の深 こんな感じになるわけですね では、手順の整理をしていきますね ①3つの観測点を定めてそれぞれを震源距離を半径とした円を作成する ②3つの円のうち、 2つの円同士が交わる点を結ぶ線を3本書いてあげる ③ ②で書いた3本の線が交わっている部分が震央となる ④球とみなして AでもBでもCでもどれでもいいけど 縦に切断して4分の1にした図を作って3平 方の定理が使える状態にする
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そうすると、 3平方の定理より 震源距離?=震央距離2 +震源の深さとなる 基本的に震源距離は大森公式から出せるようになっているんですね 地球の活動③地震の種類 日本付近で起こる地震 日本列島って沈み込み帯に位置してます 実は、プレートの収束するような境界でも、結構環太平洋地域のところが多いらしいですね 日本付近で起こる地震に関しては、主に3つのタイプがあると 最初のやつは中学校でも習ってますよね 大陽 海洋 こんなやつですね 大陸プレートと海洋プレートを表してます。 沈み込む。海洋プレートと大陸プレートの境界で起こる地震はそのままなんだけれどもプレート 境界地震といいます こんな感じで、プレートが沈み込んでいきますとそれに引きずり込まれるようにして大陸プレー トのほうも形が変わるような感じになります 引きずり込まれていくんですけれども、プレートって硬いものじゃないですか つまりあんまり形を 変えたくないわけだ。 でも、無理矢理引きずり込まれているような感じですだから当然なんだけれども歪みが溜まる んですよね。 ひずみは変形のことだと思っといてください そして、そのうちですねこの大陸プレート側は 「もう無理だ。 限界だ。 耐えられない」と言う状態に なりまして。 そうすると歪みを解消したいわけですから元に戻るんですね この時に地震が 発生するんだと
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こんな具合に、 海洋プレートとしてはずっと沈み込み続けるから大陸プレートは歪みが溜まって は戻って歪みが溜まっては戻って、、、 とそんな感じで周期的に繰り返されているとこれによっ て地震が発生しているわけですね こいつは震度が大きくなりやすい傾向があり、なおかつ津波の危険性があるものだと では、次の地震に入りますね 今やったのは、プレートの境界についてのやつでした だけど、 実際はプレートの内部でも起こり 売るんだ そして、大陸プレート内部の地殻の浅いところで起こるような地震のことを内陸地殻内地震といい ます 教科書によっては、大陸地殻内地震と書かれているものもあるでしょう 同じものだって捉えてい ただいて結構です。 本来は先ほども言いました。 海洋プレートの沈み込みのせいで大陸プレートが水平方向に押し 縮められる感じで歪みが溜まるんですよね 上下方向で見ると、下に引っ張られているみたいな感じですが水平方向で見た時は押し縮めら れてるように見えるわけですね 角度によって押し縮められ方と言うものは異なるけれども全体的に見たら、 日本列島は押し縮め られているところが多いですよねっていうことですね 地震の時は陸のプレートの内部で断層破壊が起こる そうすることによって、 歪みと言うものが解 消されるんだと そして、もう一つ これもプレートの内部で起こる地震なんですが沈み込む側の海洋プレートの内部で起こる地震 があるんです。 この地震のことを海洋プレート内地震といいます これはだいぶ深いところで起こる地震です 地表から海洋プレートはどんどん深いところに行って 100kmよりも深いところ 600から700kmく らいまでは発生すると言うことが既に知られているらしいです 特に100kmよりも深いところでの地震が発生するところこんな地震が発生する領域のことを深 発地震帯 (和達一ベニオフ帯) といいます また、深さ100kmよりも深いところで発生する地震のことを深発地震と言ったりしますこれは大 体沈み込み帯ですね そして、地震が発生すると 震央に近いほど当然震度は大きくなるんですが 実は海洋プレート 内地震で多いんですけどね 近いとこよりも遠いところの方が震度がでかくなるところがあるんで すこんな地域のことを異常震域といいますね 海洋プレートの中を地震波があまり弱ったりしないから、 その状態で伝わっちゃうからね
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地球の活動④ 日本の地震災害と対策 ※災害に関しては画像がちょっとグロテスクみたいなこともありますのでこちらでは文字だけ で解説させていただきます。 画像は自己責任で自分で調べて見てください。 ここでは、地震による災害というものを見ていきたいと思いますといっても、たくさんの種類があ るわけですよこれを一つ一つ見ていくのは大変ですのでよく教科書に載っているものについて 見ていきます。 まず、土砂災害の種類で見ていきたいと思います 日本は基本的に山地が多いじゃないですか 傾斜が急なんですよね。 だから大きい揺れとかが あると崩れてしまう。 そして、崩れた土砂といったものが川をせき止めるものもあったり 天然のダムでこのダムのこ とを土砂ダムなんて言ったりしますね 土砂ダムが形成されると、 どんなことがあるか まず、上流部が水没しちゃったりこの土砂ダムの決壊という表現が適切かはわからないんです が 土石流が流れちゃったり そして、次はプレート境界地震のところで軽く言いましたけれども、ここで説明します 大陽 海洋 こんなのやりましたね 海洋プレートが大陸プレートを引きずり込んで 大陸プレートが歪みに耐えられなくなって戻る その際に地震が起こるんでしたね。 実は、これって、 海底の広範囲とかで激しめの隆起・沈降が起こるわけです そうすると、海水とかが動かされてですね 元に戻ろうとしたときの反発で海水がぐっと持ち上 がったりして、津波が起こります 皆さんがよく勘違いする事は海底の地震の地震波が伝わってきた これが間違いなんです そして津波は結構やばいんですね
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普段のさざ波みたいな 風による波とかとはレベルが全然違くて 波が結構高いんですよ 津波は波長が長いんですね そうすると数分とか数十分とかいった かなり長めの周期を持って いる だから、津波って一度来たら終わりではなくてですね 時間を置いて何回も何回も来るもんなんで す。 逆に1発目が1番高いってことってあんまりないらしくて 2発目以降が高くなるってこともあるの で、結構警戒しといたほうがいいですよねって話です これは地学の知識と言うよりかは、 防災の知識として抑えとくと良いでしょう そして、これも覚えとくといい 津波警報とか発表されましたよっていうときそれを知らせる旗が あるんですねこの旗のことを津波フラッグといいます 赤と白のやつですね。 基本的に、海水浴場だとか海岸のあたりとか 異変に早めに気づくことができて、高台とかに逃 げられるのがいいんですけれども この旗が掲げられた際には素早く海から離れて高台に逃げるっていうことですね そして、地震は怖いもので大陸プレート内の地震だと震源と生活場所が近いから地震波が減 衰せずに到達するため、大きい揺れになることが多いです ちゃんと皆さんは家具の補強とか 万が一何かが起きたときには 避難経路は複数確保しといたほうがいいです 1つだけ確保して る場合だと 万が一の話ですけどね その道が建物が倒壊して通れなくなってしまったそんなこ とだって考えられるわけですからね また、地震によって火災が発生することもあると同時に多くの場所で発生することがあるため、 基本的に消化することが大変であるということもおさえておきましょう では緊急地震速報についてやっていきますね この言葉自体は絶対聞いたことあると思います 地震はP波が速く到達するんですよね この振動を震源近くでキャッチしてそのキャッチした情 報とかを気象庁に電気信号で伝えていくわけです それで計算して速報を出しているんですね。 P波から推定された震源の情報を使って主要動の揺れを予想しますよみたいな速報が緊急地震 速報になります 地球の活動⑤ 火山の基本 この分野が大変なことを言います 暗記量がめちゃくちゃ多いです。 だから暗記よりも理解を重 視していきたいなと思います。 では、火山とは何かについてやっていきます 火山... 地下にあるマグマが地表に出てくる場所 みたいな感じです しかしこれは間違ってないんですけど、どんな地形ですかと言われたとき答えられますか? 地下のマグマが地表に噴出して形成されたものだ これを答えられるようにしてもらいたい 地下深くだと岩石とかが高温で溶けてるんですよね これをマグマと呼びます
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マグマは、岩石だけではないんですよね 溶けた岩石はもちろんいろいろな気体とかも溶けて ます マグマは周囲の岩石 (マントル)よりも密度が低いんです だから、浮力が働いて上昇します そして、この上昇してきたマグマが一直線に噴火するとは限 らないんです 実は、火山の地下に割れ目があったり 岩石が柔らかいような場所だと溜まるんですね そうすると、マグマが多く蓄えられている部分ができます この場所をマグマだまりと呼びます 基 本的に地殻ですね マグマが溜まってくると圧力がかかるから、これによって噴火が起こります さて、皆さん炭酸飲料を思い浮かべてみてください いいですよ。 サ○ダーでもコー〇でも その炭酸飲料が入っているペットボトルを振ってみます そして蓋を開けます。 何が起こります か? 噴火みたいなことが起こりますよね こういった炭酸飲料の中には二酸化炭素とか水蒸気があるわけですよね 皆さんは知ってると思 うんですけど、 炭酸って水に二酸化炭素が溶けたやつですから。 まず、最初の状態は、キャップがちゃんと閉まっていて高い圧力がかかっている状態 でも、ここの炭酸ガスというのは液体の中に、 完全に溶け込んでるから外から泡はあんまり見え ないわけですね 揮発性成分が中に閉じ込められている状態 キャップを開けると 「プシュ」 みたいな音を立てて中の圧力が下がるわけです 液体に溶けきれなくなったガスが細かな気泡となって現れるわけです そして少し上に上がりま すよね。 その前にちょっと重要単語の説明しますね 揮発性… 気体になりやすい性質 二酸化炭素とか水蒸気とかですね 地下深くでは巨大な圧力がかかっている だから、 ガス成分はマグマに溶け込んでいる状態。 マグマが地表に向かって上昇すると、 気圧が下がりますよね 圧力が下がると溶けきれなくなった二酸化炭素とか水蒸気といったものが 気体になろうとする んです 気体になると体積がめっちゃ何倍にも膨れ上がるわけです パンパンになることがわかります ね。 気体がどんどん生まれるからね そうするとですね マグマだまりの上側の岩石がはいもう無理です。 耐えられません。みたい になって破壊されます。 そうすると地表にマグマが一気に放出されるわけですわね。 こんな感じで、 火山は作られるんですよと
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地球の活動⑥ 火山の分布と地形・噴火 まず火山は主に3つの場所にできると思っといてください めちゃくちゃ3つ系が多いですが。 まず、その中でもプレートの沈み込み帯 ここにできる火山は必須で覚えてください 大陸プレ (または浴 海洋プレ大 はい、この図が懐かしいですね まず、この海洋プレートと大陸プレートのところで、凹んでいる部分を海溝と言いましたよね そして、海洋プレートの影響で、 マグマが形成されて マグマとマントルを比較した際にマグマの 方が密度が低いから上昇していって マグマだまりを形成して圧力が低くなって、 発泡が続き、 火山ができる この辺の土地のことを 弧 なんて言いましたね そして、日本列島は弧一海溝系であるため 火山を多く保有しているんだと
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そして めちゃくちゃ汚い日本です あれから全く画力が上達しておりません。 どうやら、日本て世界の約10%程度の活火山を保有しているんだとか この図を見てもらったらわかるんですけど その前に活火山という新しいワードが出てきたので説明しますね 活火山... 過去だいたい10000年以内に噴火した火山や現在活発な活動する可能性があるもの ちなみに、赤色の線を見てもらいたいんですがこれは何を表すか 火山フロント (火山前線)を 表してます 火山フロント、、、 火山ができるであろう線を結んだ線のこと この火山フロントは海溝の線と一定の距離を保ちながら描かれているんです 理由としては、海洋プレートがある程度沈み込みまして マグマが形成されて 何かいろいろあり まして(先ほど過程を説明しているため省略する) それで火山ができるわけですがそこでは、 およそ100から300Km程度離れているからです 後は海嶺にできたりとここはあんまり出されないので説明は割愛します そして、もう一つは先ほど後で少し説明しますねと言ったホットスポットですね ホットスポットってどういう場所ですかって言いますと マントルは対流してるんですよね 大体何 が言いたいかわかると思います。 プルームってやつです。 プルームが上昇してくるわけじゃないですかこの上昇してくるところのことをホットスポットって言 います まさにハワイが代表例なんですがプルームによって生じたマグマといったものが、 貫通して噴出 して火山が作られるねプレートは移動しても、ホットスポットの位置はあんまり動かないよ この性質も覚えときましょう
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そしたら、次は火山の噴火と地形をやっていきますこの分野も中学校の復習がメインになりま すかね マグマが溜まってくると圧力がかかるから、これによって噴火が起こります そして、この噴火が起こりますと 溶岩とか火山灰とか火山弾とか火山ガスとか軽石とか こんなものが出てくるわけです こいつらはもともとマグマですね。 このように、噴火によって火山の外へと出てきた物質のことを総称して火山噴出物と呼びます では、この5つの覚えて欲しい性質みたいなものを書いておきます 溶岩... マグマが地表に流れ出たものだから液体です。 これが冷えると岩石になります そして この岩石になったものも溶岩といいます 地中はマグマ ドロドロで地表に出てきた瞬間は溶岩 完全に冷えて固まった後も溶岩 火山灰... マグマとか岩石が細かく砕けたものでとても軽いため、風により広範囲に運ばれる 粒の大きさが2mmより小さいもの 火山弾... マグマとか岩石が細かく砕けたもので 飛んでいる間に溶けたまま丸くなるものが多い 結構紡錘形とか特有の見た目をするものもあります 粒の大きさが2mmより大きいもの 火山ガス... マグマの中に含まれていた揮発性物質が気体になって、 噴火によって外に出てきた もの水蒸気とか二酸化炭素とか硫化水素とかが含まれる 主成分は水蒸気 大体90%くらい 軽石... マグマの中にたくさんの火山ガスが含まれてて 噴火の時にガスが一気に外に出ようとす る このガスの抜けた跡が穴として残る多孔質 だから穴がたくさんある岩石ですそして白っぽい 穴が多くて、密度が小さいのでめちゃくちゃ軽いから基本的に水に浮きます 試験に出るとしたらなんで穴があるんですか? 気体が抜けたから 特に、 その中でも 火山ガス、 溶岩以外の3つ 火山灰 ・火山弾・軽石は 溶岩とか、 火口付近の岩石が噴火によって砕かれて吹き飛ばされたも のなんです。 全部 この3つは火山砕屑物と呼ばれるグループに入ります この火山砕屑物はギリシャ語で灰の意味 を持つテフラとも呼ばれます ※砕屑物、、、さいせつぶつと読む 火山砕屑物も出てきた瞬間は、 液体であるって言うものもあるんですけれど 基本的に固体であ る
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火 火山ガス 一畑(2んより小 火山灰 ミ 00-火強(2mmより大 ① 軽石 容 マグマだまり コグ2 そして、部分の名称でないんですが ちょっと怖い話入ります でも大事ですから。 火砕流... 高温の火山ガスと火山砕屑岩が混じって山に沿って高速に地表を流れる現象 特徴としては、高温で軽い そして空気よりは重い つまり、空気中にはとどまることができない だから、地面に沿ってめっちゃ速く流れます 爆発的な噴火の時に伴うことが多い それでですね火口から流れ出た溶岩のことを溶岩流といいます 基本的に、マグマの粘り気によって噴火の様式って結構異なったりするんですが 溶岩の性質 によって流れ方とか表面の特徴が異なるんだよと 粘り気の低い溶岩が水中とかに流れ出ると表面が冷やされるから丸みを帯びる形を取るんです ねこのような岩のことを枕状溶岩といいます 先ほども言いましたが、 火山の噴火において1番重要と言っても過言ではないのがマグマの粘り 気です 皆さんは流れにくさだと思っていただいて結構です 粘り気が小さいとサラサラ流れるし大きいとドロドロだから流れにくい この粘り気の正体は、 皆さんがよく知ってるものだとガラス ガラスの主成分は、 二酸化ケイ素 化学式で表すとSiO2 粘り気が小さいマグマだと マグマには水蒸気とかも含まれてるから気体が外に逃げやすいた め、噴火は穏やかになる 逆に、粘り気が大きいマグマだと気体は外に逃げにくいから中に溜まって、一気に出るんですよ だから比較的大きい噴火になる では、今から火山の地形をやっていきます
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実は、火山の噴火様式と、 地形には結構関連がありまして 例を挙げておきます 火山の噴火が穏やかな例 ハワイにあるマウナ・ケア火山とかキラウエア火山とか 噴火が弱い火山はマグマの粘り気も弱かったですよね つまり、さらさら流れるんですよ つまり結構広範囲に広がります。 噴火のたびに横に広がって いくわけだからそれが重なってできてるって感じです つまり、この火山の形状っていうと結構平べったいんですねこのような火山を盾 (楯) 状火山と 呼びます そして、もう一つ、 粘り気が小さい火山はできる岩石の色が黒色になるという性質があります なので、調味料で例えたら醤油とかソースレベルですかね 二酸化ケイ素は粘り気の正体だと言いましたが明るめの成分だと思っといてください 少ないから粘り気が小さいんですよね その分鉄とかマグネシウムを多く含んでます。 だから黒 色に近いんですね。 逆に、火山の噴火が激しい例は 昭和新山とか雲仙普賢岳など 火山の噴火が強いのは粘り気が強かったですよね 粘り気が強いという事は、二酸化ケイ素が多い 明るみの成分が多いから 岩石の色は白色で す マグマが地表まで上がってくるときに横に流れることができないから下から押し上げる結果 地面が丸く盛り上がる形になります このようなものを溶岩ドーム (溶岩円頂丘)と呼びます これを調味料で例えたらマヨネーズですよ そしたらその中間はどうなの? 粘り気も真ん中くらい 噴火の激しさも真ん中くらい 岩石の色も真ん中くらい ただ、これに限ります 例を出すと富士山と桜島 このような火山は成層火山と呼ばれます まとめ
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名称 栃状火山 成層火 溶ドーム 根形 噴火 激して 穏 中 激 粘り気 弱 中 強 岩石の色 黒っぽい 中 白っぽい こんな感じなんですがこのまとめ方は中学生までですからね。 もうちょっとしっかりとしたまとめ方にしましょう 実は、マグマは玄武岩質とか安山岩質とかデイサイト質とか流紋岩質みたいな感じになってる んです こいつらは全部火山岩ですよね 火山岩については後でやりますけど、多分習ってると思いま す。 また、このような区分も覚えて欲しいですね ここはシンプルに暗記しちゃうしかないんでしょうけど 火成岩は組織の違いによる区分と二酸 化炭素などの化学組成による区分がある 少ないものから苦鉄質岩、 中間質岩、 ケイ長質岩 これに対応させるのであれば 火山岩は玄武岩、安山岩、 デイサイト、 流紋岩 深成岩は 斑れい岩、 閃緑岩、 花崗岩 となりますね
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若鉄質 中間台芸 玄武岩 安山 デイサイト流出 津 斑中い砦 山 関経営 花岩 Si 温度 高く 粘性低 少← 噴火穏く 水 少 こんな感じですかね そして皆さんは、これを習っていないことを祈りたいんです さすがにこんなゴロは習ってないでしょう 「リ(流紋)カ(花崗) ちゃん焦 (安山・閃緑) ってゲ (玄武)○吐 (斑れい) いた」 みたいなやつ 私は教わりましたけどね また、他にも覚えて欲しい地形の一覧を載せておきます 溶岩台地... 膨大な量の粘り気の低い溶岩が、 何度も噴出することでできる平坦な地形 火砕丘 ... 短時間の噴火により火山砕屑物が火山の周りに円錐状に積み重なることによってでき る地形 カルデラ... 地下からマグマが大量に紛失すると、 マグマに隙間ができる その上側が陥没してで きた地形 地球の活動 ⑦ 火成岩 さて、皆さん結晶と鉱物 違いが説明できますでしょうか? 結晶は原子とか、イオンとかそういった粒子が規則正しく配列した固体のことを結晶といいます そして 鉱物... マグマが冷えてできた一定の成分を持つ結晶 火山灰とか、岩石とかそういったものはたくさんの鉱物が集まってできていますね つまり自然界 で形成されたもの 地球上に存在する自然にできた奴みたいな だから、こいつらは、小さい結晶が集まってできていると そして、岩石を構成する鉱物のことを造岩鉱物といいます そして、これは2つに分けることができて無色鉱物・有色鉱物に別れる
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無色鉱物... 色が薄くて白色か透明 (色が淡い) 無色って書いてあるけど完全に色がないとは限らないんですね 3つしかないので両方とも覚えてください 石英・斜長石・カリ長石 ちょっととりあえず後ろの2つは長石としてまとめます 石英... いろいろな方向に不規則な形に割れる ちなみに皆さんがおそらく聞いたことがあるでしょ う 水晶は石英の中でもすごく綺麗なものを言います 透明とか白色 長石... 決まった方向に割れる 長方形に似たような形をしてます 白色、薄い桃色 有色鉱物... 色がついた鉱物 (白と透明以外 色が濃い) ここは主に皆さん5種類習うと思うんですけれども 黒雲母・角閃石 ・ 輝石・カンラン石・磁鉄鉱 これ習うと思います 全部覚えろとは言いません 無色は2つしかないから、覚えろとは言いましたが 有色でも特に重 要な2つを覚えてくれれば結構です 残りの3つも覚えられたら覚えるくらい そこまで私は強制しません その2つは黒雲母と磁鉄鉱 黒雲母... 六角形 黒っぽい そして1番重要な性質は薄く剥がれる。 あと、皆さん、これ漢字の読み方注意です 「くろうんも」と読みます 母をぼと読まないように 注意ですね。 磁鉄鉱… 正八面体 黒っぽい そして磁石にくっつく。 角閃石(かくせんせき)、、、細長い柱状や針状 黒か濃い緑 柱状に割れやすい輝石より細長い ことが多い 輝石、、、細い柱状、 短冊状 緑か褐色 柱状に割れやすい カンラン石、、、 丸みを帯びた柱状 不規則に割れやすい 全部覚えろとは言いませんが 名前を見て有色や 無色やと すぐに判別できる位までは覚えと いたほうがいいですね いずれも、こいつらはケイ素と酸素からなる正四面体型の奴が骨格であるこのようなものをケイ 酸塩鉱物といいます だから、こういったものが集まって無色鉱物とか有色鉱物とかができてい るんだとなただくっつき方が全然違うんだよと マグネシウムイオンとか、鉄イオンとかが接着剤 みたいな役割を果たしてくれたりね
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こんな感じですね 緑:Si そして皆さんこれからやっていくんですが、 岩石は主に3つ覚えてください 火成岩・堆積岩・変成岩 ここで扱っていくのは火成岩ですが、 後ろ2つに関しても後々扱っていく ので、今名前だけ覚えといてください マグマが冷え固まって造岩鉱物になるんですね その集合体みたいなものが火成岩となります そして、この火成岩は2つに分けることができます 火山岩... 地表や地表付近で急速に冷えて固まってできたもの 深成岩... 地下深くでゆっくり時間をかけて、冷えて固まったもの 今からその火山岩と深成岩の組織について勉強します その前に、組織の意味について 組織… 岩石をつくる鉱物の大きさ、形、 集まり方の様子など これはマグマの冷え方によって異なるんですね 冷える速さが異なるから粒の大きさが違うんです そしたらまず火山岩について見ていきます 火山岩の組織、斑状組織 斑状組織、、、先にできた大きめの鉱物 (斑晶) の隙間を細かい結晶 (石基)が埋めている 斑晶の方がゆっくり冷えてるんですよ その分成長しているわけなので 逆に石基はすごく細かい結晶で急に冷えてるわけです 斑晶ができてから、 次に石基ができたって感じですね 皆さんは大きな粒があるかないから判定してもらっていいです そして、この3つ覚えてもらいたいんですが 玄武岩と安山岩と流紋岩 これ全部火山岩なんですね そしたら次は深成岩の組織ですね マグマは地下深くでゆっくり時間をかけて冷えるんでした なので、結晶は大きく成長します そうするとある程度大きさは大体同じくらいになりますね
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この組織を等粒状組織と呼びます 深成岩はこの3つを覚えて 花こう岩と閃緑岩とはんれい岩 火成岩二火山+深成岩 火山岩 Tet 石 深成岩 斑状組織 等粒状組織 ちなみに、マグマの中では熱いからドロドロじゃないですか 冷えていくと、条件を満たしていたものから固まるんですね ある鉱物にはこの温度より低くないと存在できない こういった限界が存在します 融点が高い鉱物と低い鉱物ってあるんですが 皆さん、融点は化学で習いましたよね 物質が固体から液体に切り替わるときの温度でしたよね 必ず溶ける温度ではない これ要注意ね 融点が高い鉱物は高温でも結晶の形そを保つことができます 逆に低いものは溶けてるわけです だから、高温で耐えられる鉱物が先に結晶として現れるんだ 最初のほうに現れるのは結晶が成長する空間に余裕があるから 本来の結晶の形ははっきり現 れていますよね このような状態を自形といいます 結晶が成長するときに周りの鉱物に邪魔されちゃって 本来の結晶の形が現れないこのような 状態は自形とは対照的に他形といいます そして、1番多いパターンとして 最初は少し自由に成長はできたんだけど他の部分は周囲に邪魔をされるせいで形が乱れてい るような状態これを半自形といいます
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では、次 火成岩の他の分類方法として色指数と呼ばれるものがあります この色指数って何なのかって言いますと 岩石の中に含まれている有色鉱物の割合ですね この色指数というものが高くなると、その分だけ色は濃くなる 色指数が高いものからな苦鉄質岩、 中間質岩、 ケイ長質岩 言い換えると、マグネシウムとか、 鉄が多いよねみたいなことです では、最後に火成岩のでき方みたいなのをやっていきます 火成岩はめちゃくちゃ端的に言いますと マグマが固まってできた岩石のことですね。 そして、地表付近で急速に冷えて固まったものが火山岩 地下深くでゆっくりと冷え固まったも のが深成岩でしたね 火体 コグマだまり 岩 岩 バソリス その前に覚えて欲しい用語として貫入という言葉があります マグマが地層とか岩石の中に割 れ目を作って入り込むことです そして貫入してマグマが固まったもののことを貫入岩体といいま す 火成岩は、 火山岩と深成岩の事なんですが、 基本的には、このような地下の中で広範囲に地下 深くで広がるような 要は上の部分を支えてくれるみたいな火成岩が見つかることが多いよ。地 下深くでできた大規模な貫入岩体の部分のところを底盤 (バソリス)といいます 地下深くだか ら、基本的に見つかるのは深成岩ですね そして、これは教科書によってちょっと記述が違うので、 文で説明しますと 今回の絵は、マグマだまりから脈のように出していますが 普通にバソリスから伸びているものも あります。 どっちもあるんだなと思っといてください。 基本的に教科書は片方位しか載ってない ので。 そして、今回の図で言うと マグマだまりから脈のように伸びている部分がありますね バソリスからもありますけれどもこのような貫入しているところこの部分を岩脈といいます ここでは、浅いほうは火山岩だが 深いほうは深成岩である そして、次 床みたいになっている部分がありますねこの部分のことを岩床といいます これも浅い方が、 火山岩 深い方が深成岩
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岩脈は地層とか岩石を切って貫入しているもの 岩床は地層とか岩石と平行に貫入しているもの これだけですかね。 特に覚えることとしては 地球の活動⑧ 火山災害 ここも先ほど言いました。 通り、 災害に関する画像を載せる事はちょっとグロテスクなので自己 責任で見てくださいね 火山の流れ方に2つありましたよね 溶岩流と火砕流 溶岩流は、 二酸化ケイ素の含有量が比較的少ないためこれが高温のまま地表に流れてくるわ けですけれどもね 基本的にこいつは流れがゆっくりなので農作物とかあたりには被害は大き いですけれども 人的被害は比較的少なめかなって言う感じです 逆に怖いのは火砕流ですね どちらも怖いですけれども。 火山ガスと火山砕屑物が混じったものが高温でさらに高速に流れるというものすごく恐ろしいで す ちょっと深刻な話をしてしまうと起こってから逃げようとしてもですね 大概間に合わないもので す。 しかも、高温ですから通ったものを焼き尽くしてしまう だから、めっちゃ被害が大きくなるってい うのはこっちです 農作物とか、建物の被害はもちろん 人的被害もかなり大きいものとなってます そして、噴火警戒レベルというものがあります レベル1からレベル5まであるんですけれども。 レベル1だと活火山であること ただレベル5とかになってしまうとすぐに避難しなさいってレベル になります。 地球の活動⑨ 地震・火山災害の対策 先ほどまでやってきましたよね 地震と火山についての被害だとか、 災害だとか そこから今回は対策に焦点を当てて考えていこうと思います まずこういった災害は、 自然災害というグループに入ります その時にこれを覚えてもらいたいんですね 基本的に地学では扱わなそうですが 公共とか家庭 科で習うかなと思います。 自然災害の備えとして、3つの ○助 ありましたね 自助、、、 自分の身は自分で守る 食料や水の備蓄だとか 家具を補強したりとか避難経路を確 認したりとかね 共助、、、 身の回りの人と助け合うこと 近所への声掛け 救出活動 避難所の運営協力など
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公助、、、 国とか自治体 いわゆる行政ですねによる支 救助隊の派遣だとか物資の配分だとか ありますね まずは、自分の身を守るが最優先 自分の身を守ることができなければ、他人を助けることなん てできません だからまず、最初に自分の身を守るための行動というものを考えておくことが重要なんだと これは、理科の知識というよりかは一般の知識みたいな感じだと思うのでこの知識を知らな かったよみたいな方は、 理科よりも自分の身を守ることの一歩として覚えておくと良いでしょう そして、避難経路を確保するという面ではハザードマップというものがあるんです この分野では、ハザードマップがメインになるかなと思います ハザードマップ... 災害が発生したときに、どのような被害が生じるか それを予測して、地図上に 示したもの 自治体によっていろいろ作られているんですが火山とか地震とか津波とか こんな感じで、ハザードマップを参考にして災害時の避難経路を確保するのが大事になってきま す そして、警戒レベルみたいなものがありますがレベル1からレベル5まであって レベル5に来るまでに自分はちゃんと避難していないといけない それが目安になります そして、地震とかは一瞬にして発生するものですよね ところが台風とかによる河川の氾濫とか の場合 時間とともに状況が変化してくるものですよねだから、 一人一人が何をするべきかを調べて 個 人の行動計画を立てるっていうのが大事です この個人の行動計画のことをマイ・タイムライン といいますけれども 話は変わるのですが、 防災と減災って聞いたことあると思います 違いは説明できますでしょう か? 結局、この2つの言葉は似ているんですがね 考え方のゴールが違うんです。 防災は被害を0にしようとする考え方 減災は被害が出ることを前提としてそれを最小限にとどめ るという考え方 第3章 地層と生物の変遷 ここから教科書によって習う順番が違くなると思います おそらく、教科書によっては大気と海洋をこの辺でやると思うのですが 生物の変遷を先にやりま す。
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地層と生物の変遷① 地層の広がり方・形成・化石 まず、地球ができたっていうところからどんなステップを踏んで現在に至ったのか そこを考えて いきたいと思います まずこれ重要な法則として覚えてもらいたいんですね 地層は下から積もっていって高さを出していく だから、下の方が古くて上の方が新しくなるわけ です(堆積後の変形とかがない場合) この法則を地層累重の法則といいます S 単層 旧日 急に何かこの地層の下が隆起して変形してしまいましたとかひっくり返っちゃいましたみたいな ことがなければ、 この法則が成り立ちます そして、そんな感じで、 地層は溜まっていくわけですが 今から2つの地層の関係って言うものを 考えていきたいと思います。 そして、積み重なり方に2種類あるんです 1つは連続的に堆積した上下の地層の関係 これを整合といいます 先程の地層累重の法則の時に用いた地層のめちゃくちゃ下手な絵を見てください これが削られるとか、そういった大きなイベントがなく下から上に順番に積もっていったのが整 合 逆にですね 不整合と言うものがありまして 連続的なのに対して不連続的なものですだから 下から上に順番に積もっていたわけではなくどこかが途中で堆積が起こらなくなってしまったよ 例えば、堆積が起こるのって水中で 例えば隆起が起こってしまいました そうすると持ち上がり ますよね 地表に出てきて、何らかの作用を受けて侵食みたいなことをされてしまった。 そうす ると表面ボコボコし出しますね。 そしてまた沈降が起こって沈みますと。 そうするとまた堆積し ますとね。 そしたらまた、上にものが溜まるようになるので この時は、単純に下から上に積もったわけではなくて ある程度時間を置いてからまたつもり始 めた
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そうすると、 基本的に不連続になりますから、この関係が不整合です そして、その不連続面のことを不整合面と言いこの上には浸食されたときに出てくる礫岩の層 があり、この礫岩のことを基底礫岩といいます 隆起・沈降などによってこの地層は、傾いたりひっくり返ったりすることもあるんだよ、と ちなみに、画像に単層という言葉が載ってますね 単層... 同じような堆積物からなる1枚の地層 そして、この単層と単層の境の面を層理面といいます そしたら次は地層の対比についてやっていきますね 地層の対比... 離れた地層が、 同じくらいの時期にできたかどうかということを調べる作業 そして、この地層の対比をするためにすごく役立つものがありますってこれ2つ覚えてください 鍵層... 地層の対比に役に立つ。 つまり鍵となる地層のこと これがどういった地層に向いているのかって言いますと 広範囲に短い時間に堆積したもので、 他の地層と区別がつきやすいもの 火山が噴火すると、火山灰ってのが出てきますよね この火山灰って広範囲に短い時間で堆積 するから。めちゃくちゃグッドなやつなんですよ。 そして、もう一つ、化石ですね 化石に関しては、この章で後で詳しくやります そして離れた地域で、 同じ種類の化石を含むや つは大体同じ時代だよな みたいな具合に推定することができます この法則を地層同定の法 則といいます では、地層の形成という範囲に入りますね 地層の形成方法は、 主に2つあって砕屑物の堆積によってできるものと火山灰が堆積してで きるもの 大きく分けて、この2つ 砕屑物... 岩石が破壊された際の破片 礫とか砂とか泥とか他にもいろいろありますけど 先ほど、岩石をもろくなってゆくと言いましたがその原因は、 これも2つあって まず、自然界の働きによるもので、 地表の岩石が細かく砕かれたり、 分解される現象のことを風 化といいます 岩石が力学的な力によって破壊されるものを物理的風化といいます そして、もう一つは岩石を作る鉱物とかが溶けたり性質が変化してしまったり 基本的に化学変 化によるものである これを化学的風化といいます そして、この2つの風化が起こりやすい環境と言うのも覚えてもらいたいんですね 物理的風化は乾燥している地域や寒冷な地域 寒冷な地域だと 例えば岩石の間に水が入り込むじゃないですか ただ寒いのでこの水は氷とな りますね。そうすると相対的な体積が増えるので岩石が破壊されていく
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周囲の岩を押し広げようとするわけです また昼と夜での温度変化 夜に凍って昼に溶ける これがサイクルみたいに繰り返されるわけ です。膨張したり収縮したりするわけですよね。 岩石同士の結びつきというのが弱くなるので 結果として風化するよね そして化学的風化は温暖湿潤気候 化学反応が促進される 高い気温でたくさんの水分がある 水が、 化学反応の場を提供して熱がその反応のスピードを 促進させるから 基本的に、水が岩石の成分を溶かしたり 水そのものが反応物に加わったりするわけですね そして、これは化学基礎でも習ってないし かなり難しい内容だから紹介ぐらいしかしないんだ けど アルレウスの法則ってのがあります 一般的に温度が10℃くらい上がると 化学反応の速度は、 2倍から3倍程度になるよね みたいなのもあります 石灰岩の地域だと地理で習うと思うんですが、 カルスト地形っていうのができます それで勘違いしないで欲しいのは 物理的風化が起こるような地域では化学的風化は起こらな いよ みたいなことです どちらでも起こり得ることですね。 ただただこういった環境で起こりやすい よってだけなので てな感じですね では削られて、運ばれて、積もってこのプロセスを見ていきたいと思います 岩石は風化作用を受けるんですけれども、それ以外にも水が流れることによるやつがあるんで すね。 それを見ていきます 川の流れとか、雨などによって地表の岩石や土砂が削られる働き、、、 侵食 風化した岩石については既にもろいじゃないですか 少しの力でも削れやすいんですよ。 そして、川の上流側 高低差が大きくて水のエネルギーも大きいがために削る力が強くなります よね だから、上流では侵食が進みやすい 風化・侵食された岩石や土砂などが、川の流れによって運ばれる働き、、、 運搬 細かい岩石ほど弱い力でも結構流れます 質量が小さいからですよね。 粒も小さいわけですか ら。 浮かびやすいし、運ばれやすいって感じです もちろんですが、 上流の方が岩は大きいですよね 重いから流されにくいんです。 ちなみに、上流あたりの岩の形みたいなものとしてはでかくて角張っている 下流の方だと、 岩は小さい 小さくて、 丸みを帯びているって感じです 運ばれた土砂や岩石が海とか湖に積もる働き、、、 堆積
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その後は上に積もった岩石とか、 土砂の重みとかで押されて 粒の隙間の水が抜けて 粒同士 がくっつくんです これによって固まるわけですね。 押し固められると岩石になります このような作用を続成作用と言い、 続成作用を経てできた岩石 を堆積岩と呼びます 推定に堆積してそれがどんどん積み重なっていくとやがて地層ができるって感じです ちょっと続成作用を見ていきたいなと思います 水 圧力 ⇒⇒ こんな感じですね 続成作用は圧密作用とセメント作用に分かれる 圧密作用、圧力が加わる作用 ただ圧縮しているだけだったら粒子ってくっついてないわけですよねただただぎゅってやってる だけだから。 だったら、接着剤みたいなやつが必要になるのわかりますよね 炭酸カルシウムとか二酸化ケイ 素 こういったものが、 接着剤の役割を果たして粒子同士を結びつけてくれますよとこの二酸 化炭素とかで、 粒子同士をつなげるような作用のことをセメント作用といいます そして侵食・運搬・堆積について1つだけやっておきたいのがユルストロームダイアグラムにつ いてです
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基本的に名前は教科書に書いてあるものが少ないのでこの名前がわからなかった人で不安に なっている人は大丈夫です 1000 100 0.1 泥 こんなんやつですね 侵食 運搬 0.01 砂 磯 坿種 10 ちょっとグラフを書くのが下手で数値と合ってない気がするので、 こんな形のグラフなんだよみ たいな感じでなので、ちょっと画像を調べてみてください 縦軸は流速 横軸は直径を表すんだと これを見てみると、 先ほども実は言っちゃったんですけどね 大きいものほど運ばれにくいとか 流れが早いほど運ばれやすいんじゃないか この2つによって、 粒子の運ばれ方が左右するのではないかと まず最初に流れが速くなっていくケースについて見ていきます 仮に堆積したままの砂を考えてみると 流速が速くなっていくことを考えていくのだからその上 側の線を超えると侵食され始めると 逆に、流れが遅くなっていくのであればある流速で、今度は運搬されている砂にしましょう そうす ると下の線を超えたところで堆積するようになるんですね。 それでは最後に化石についてやっていきます 化石は大きく分けて2種類ある 化石… 過去の生物の遺骸、 生活の跡などが、 地層の中に保存されているもの ここでは2つの化石を勉強します 示相化石... できたときの環境を推定できる化石 当時の環境を知る手がかりになるものです 基本的に年代はわからないことの方が多いですね サンゴ、、、暖かくて浅い海
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ブナ、、、 寒い陸地とか 生物は種類によっては、ある程度限定された環境の中で生息する場合が多いから 現在、生きている生物と比較してみるとその生息した場所の環境を知る手がかりとなりますよ ねってことです 示準化石... できたときの地質年代を推定できる化石 地質年代、、、 地層の年代 だから、地層の年代を知る手がかりとなる化石のことです 過去の生物は、生息した期間が短かったりでも、広範囲に分布する生物もいたわけですよ このような生物の化石っていうのはそれを含む地層が形成された時代となる手がかり 地質年代 の手がかりになるわけです 全然生息期間が長くても利用されるものはありますけどね 例を挙げるとホウサンチュウやプランクトンは海流とかがあることにより広範囲分布するし、 個体 数も多いからよく用いられています ちなみに、プランクトンは、水中とか水面をプカプカ浮かんでて、 自由に泳ぐ力を持たない生物群 のことです そして示準化石は、 生息期間が長くても進化の速度が早いとか、いろいろな形態に変化した生物 の化石というのもよく利用されます 示準化石とさっき出てきた地層の対比をちょっと絡めます 離れた地域で同じ種類の化石を含む地層は、 同じ時代のものだって判断することができます つまり、場所が異なろうとも 同じ種類の化石を含んでいるから同じ生物が生きていた証拠じゃな いでか 同じ時代で推定できる理由は 生物が存在していた期限が限られているから このように、判断できるという法則があります この法則を地層同定の法則なんて言いましたよね だって、 示準化石の条件って生存期間が短いとか広範囲に分布していたとかあったじゃないで すか そうすると同じ時代であると推定できますよ 古生代 今から大体5.4億年前です 示準化石として、 有力なのはフズリナとサンヨウチュウ 中生代 今から大体2.5億年前とかですかね 大型の爬虫類である恐竜これとアンモナイト 新生代 今から6600万年前 ナウマンゾウとかビカリア 他にもいろいろいるので、後で見ていきたいと思います そして化石の分類の話ですが今は当時の時代だとか、 環境を推定できるものとやっていったん ですがもう一つ覚えて欲しいのがあって生物の遺骸が残っているものって古い時代だとあんま りないわけですね だから何が残っているかと言うと足跡だったり、巣穴とか生物が生活していた痕跡これが化石と して見つかるわけです この化石のことを生痕化石といいます
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地層と生物の変遷 ②堆積構造と地形 まず、ここで堆積構造っていうのをやっていきたいんですが そしたら、まず堆積構造ってなんですかって話から始めていきますね 堆積構造…堆積物の中とかにできる構造 簡単に言えば模様みたいなものである そこで覚えて欲しいものとか、たくさんあるんですよ ここはひたすら用語の説明とかがばっかり です。 級化層理 (級化構造) 単層の中で、 粒子が下から上に向かって細かくなっている構造 同じような物質で構成された砕屑物があるとしましょう そうすると粒子が大きいものと小さいもの を比較したときに沈みが早いのはどちらか感覚でわかると思うんですがこれは大きい方が沈 みますよね。 だから、大きい方が下のほうに堆積していて 小さい方が上のほうに堆積していく関係になります 次の画像で1番大きい粒子をA 中くらいのやつをB1番小さいやつをCと置きますね AAA BO 666 C ④○○○ DOAAO こんな感じになるわけです 主に洪水とかが起こると同時に、いろいろ取り込んじゃうじゃないですか 基本的に同時にとい う前提条件みたいなのが付け加わるので要注意ですね 斜交葉理 (クロスラミナ)... 水流とか風により堆積物が移動して粒子が層理面と斜めに交わるよう な堆積構造 水中とかで考えてみますと 水の流れがしっかりあるようなところだと。 一旦堆積したものも動くわ けです。この時の水底に小さいでこぼこがあったときにこれを山と言うふうに例えます 山の上流側では侵食 下流側では堆積が起こる そうすると水底に対して斜交する方向に模様ができる
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教科書によってはこんな感じで書かれてると思うんですけどちょっと難しいですよね ちょっと噛み砕いて説明しますと 皆さんは、川とか海とかの水底がイメージできるかはちょっとわからないんですがぺったんこで はなくて波打っているような感じが1番定番なんです 水の流れ 水 Br こんな感じですね 矢印の向きに水が流れているとして この斜面の赤色側 左側の方です ここで流れによって削られる (侵食) そして、侵食されたやつがサラサラと山を越えて、 緑側に堆積する つまり、左にあったやつが、 右側に移動してきたんだと そうすると、右側のほうに1列に並ぶような模様が出来上がるんですね だから、下の面と斜めに交わるような模様ができますよねってことです
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こんな感じですと ここまでは主に小さいものとかを見てきたわけなんですけれどもここからはちょっと大きいもの について見ていこうかなと思います V字谷... 山地では、川によって下向きに侵食するんですね 山が削られて谷ができる。 比較的 険しい谷であると。 だから、横断面がV字なんです。 土砂が動かされて、川底で侵食されるみたいな感じです 扇状地... 読んで字のごとく扇のような場所なので すが川が山から平らな場所 (平地)に出てきてそうすると想像つくと思うんですけど、傾きが緩 くなりますよね = 流速が小さくなる そうなると、 粒子が堆積しやすくなるわけですよね。 山の時は比較的大きな礫・砂などを運ぶことができたんだけれども流速が大きいからだけど、 平地に出てくると流速が遅くなるためこのような大きな粒子というものが運べなくなっちゃうわけ です よって礫・砂などの大きな粒子が堆積していて、これによってできる地形が扇状地となります 三角州... 河口付近とかだと流速が弱まりますよね 平野部から流れているんですけれどもこれ が海とか湖とかに入ろうとするともっと遅くなるんですね そこまで運んできた砂とか泥とかこんなものが堆積してできるのが三角州と言うものなんです ここからは、海の中の地形と言うものを見ていきます 海底は3つに大きく分けられるなっていう話からしていきまず まず1つは大陸棚っていうやつだったんですがこれは最初のほうにありましたね。 海底なのに大 陸の1部とみなすんだよと 傾斜は緩やかである 大陸斜面... 大陸棚の沖合のところにあって 比較的傾斜が急なもの大陸の端っこの斜面だか ら
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深海底... 大陸斜面が終わった後にまた傾斜が緩やかになる部分が出てきます 大陸棚と大 陸斜面を超えているために まぁ相当陸から離れているんだろうなみたいなことがイメージでき ると思います。 その通りなんですけれども。 砕屑物があんまりないよね。 遠いから。 だから、 その辺で生活しているプランクトンって言った生物の遺骸が残っていたりするわけです。 そして、皆さんは遺骸 あんまり聞きなじみのない言葉だと思います 遺骸は生物が死んだ後に残った体とか体の1部ですね 地学だと貝殻のこととか微小生物の殻 とか 死んですぐは死骸 時間が経った後の体とか殻は遺骸 みたいな感じですね そして、皆さんは、 傾斜が急だ。 傾斜が緩やかだみたいなことをやっていったんですが。 水中の 世界ってこんなもんじゃないんですよ。 海の中の地形って言っても実は海バージョンの谷とか扇状地があるんだ かっこいいですよね ということで、今からそれを見ていきたいなと思います。 大陸棚から大陸斜面にかけて伸びるような谷の地形があるんですねこの地形のことを海底谷 といいます ちなみにこれは大体の話です。 そして海底扇状地と言うものもあります ほとんど陸の扇状地と似たような形で大陸斜面を下っ て下側から深海底のところにかけて堆積していくわけですねこれによってできる地形です。 海底谷を乱泥流というものがあるんですね 海底とか湖でもいいんですけれども 斜面に堆積していた大量の土砂が、 重力によってめっちゃ 早く流れくるんです これが混濁流 (乱泥流)ですね だから、海のような土石流みたいなもんだ 基本的にきっかけとなるものがあってこのきっかけ のほとんどは、地震です そして、この乱泥流によって運ばれて堆積するわけじゃないですかこの堆積した土砂のことを タービダイトといいます 他にも覚えて欲しい堆積構造とか地形について リプルマーク (漣痕)... 水流によって水底に波状の構造が形成されたもの 生... 地層の体積時に生息していた生物の生活の跡が残されたもの 例を挙げるとモグラなど 地層と生物の変遷 ③堆積岩 では、ここでは主に岩石についてやっていきます まず、堆積岩は大きく分けて4つあると 砕屑岩...砕屑物が固結してできた岩石 さて砕屑物は覚えてますでしょうか 岩石が破壊された際の破片でした。 泥が固まれば泥岩 砂が固まれば砂岩 れきが固まればれき岩 ここまでは皆さん習ってると思います まず泥は0.0625(=1/16) mm以下のものとなります
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だからヒトの肉眼では見えない範囲ではあります 粒は見えないからヒトにはドロドロしてるみたいに見えるわけです 砂は0.0625mm以上2mm以下となります 礫は2mm以上ですね 礫は平たく言うと、 小石みたいな感じです だから、基本的に構成粒子の大きさによって決まるみたいな感じですね (0.0625mmとか2mmは直径です) 火山砕屑岩... 火山砕屑物が固結指定できた岩石 その中で特に覚えてもらいたいのは凝灰岩 です 凝灰岩火山灰が堆積して、 押し固められてできた堆積岩 そして、 生物の遺骸が集まって固結した堆積岩を生物岩といいます 石灰岩とチャートを覚えてく ださい。 石灰岩... フズリナ・貝・サンゴなどの生物の遺骸が溜まってできた堆積岩 今回は、生物例として有名な貝・サンゴをあげましたが他にもいますからね この2種類の生物だ けで構成されてるわけではないですから 炭酸カルシウムを多く含んでる遺骸が集まってるイメージ 具体的にいうと貝殻とかサンゴの骨格 みたいなやつです そして柔らかいです。 チャート... ホウサンチュウやケイ藻などの微小な生物の遺骸が集まってできた堆積岩 二酸化ケイ素を多く含む そしてめちゃくちゃ硬いです。 割れ方が結構鋭いですね。 チャートの方が石灰岩よりも硬いです 石灰岩とチャートの比較です まず1つ うすい塩酸を加えるとどうなりますか? 石灰岩は二酸化炭素の泡を出す チャートは二酸化炭素は発生なし。 そして、もう一つは硬さについてです 石灰岩は比較的もろい 叩くと崩れる チャートは非常に硬い 次 水に溶けていた物質が沈殿して生じた堆積岩のことを化学岩といいます 主に覚えるのは岩塩とチャートですね 岩塩... 塩化ナトリウムを主成分とする 塩湖・干潟の水の蒸発による そしてですよ。 問題は生物岩にも出てきましチャートですね。 主成分は二酸化ケイ素 ここは変 わりません。ところが ホウサンチュウのなどの遺骸の場合は、 生物岩に入るんだけれども
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そもそもの成分だけが沈殿した場合は化学岩に入るんだよってことです 地層と生物の変遷 ④ 変成岩 岩石サイクル では、次に 変成岩についてやっていきます 変成といいますと もともとあったものが何かに変わる。 それをやっていきたいと思います。 主に温度と圧力の2つが関係してくるんですが もともと作られた 形成された環境 こことは全然違う温度とか圧力の下で岩石が置かれたことを 考えましょう そうすると固体の状態のまま中に含まれていた鉱物が異なる結晶構造を取るよう になってしまった 組織とか鉱物の種類が変わっちゃって もともとのやつとは全然違う岩石が生まれちゃったね。 このような作用のことを変成作用と言い これによって生じた新しい岩石のことを変成岩といいま す そして、この変成作用は、 2種類に分けられて 広域変成作用…. 名前の通り、広いところで起こるような変成作用です 例えば、海洋プレートがあって海溝から沈み込んでいきますよと そうすると地表付近でできた岩 石は地下深くのめっちゃ圧力が高い高圧環境にさらされてしまうわけですね 上にたくさんのもの が乗っかっているからだよね。 後は、火山フロントの地下 (地殻内) だと、 他の部分と比較したときに温度が高くなっているんです ね マグマがあるような場所だからね 以上より海溝に沿ったところで数百から数千kmのような地域で変成作用が起こるこの変成作 用が広域変成作用となりますね また広域変成作用によって生じた岩石のことを広域変成岩とい います そして、これは地下で比較的高めの圧力を受けている だから、 何らかの方向性があるんだと。 そして広域変成岩は例が2つあります 片岩… 一定方向の強い力を受ける 比較的小さめの板状の鉱物が同じ方向に配列している岩 だから、板状に割れやすい性質を持つ この1方向に配列するものを片理 (片状組織) といいます 片麻岩... 地殻内の高温環境にさらされて、鉱物が比較的大きく成長したものであり 有色鉱物と 無色鉱物が交互に並んでいる岩石 だから、白と黒の縞模様を表しているみたいな感じですね このような組織を片麻状組織といい ます ではですね 広域変成作用に対して、 もう一つの変成作用を見ていきましょう
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地表付近に高温のマグマが入り込むと 先ほどこれに当てはまる用語を勉強しましたからね 貫 入するとその周囲の岩石っていうのは当然熱せられるわけですよ だから、入り込んだマグマの部分だけ変成するよねみたいな変成作用を接触変成作用といいま す また、これによってできた岩石のことを接触変成岩といいます 地表付近で熱せられるわけなので比較的低めの圧力の下でできているわけですよねだから 方向性がないことが多くて硬くて緻密になっているよとこれは重要な性質です では接触変成岩の例を2つ見ていきましょう ホルンフェルス... 二酸化ケイ素を多く含むような砂岩や泥岩などの砕屑岩が接触変成作用を受 けた岩石 結晶質石灰岩 (大理石)... もともと石灰岩だったものが接触変成作用を受けてできた岩石 名前 の通り結晶が多い 石灰岩は炭酸カルシウムを多く含んでいる岩石でしたよねこれは実は鉱物 になっていないことが多くて中の生物の遺骸とかがそのまま残ってたりこれが高温によって方 解石の鉱物になるみたいな感じですね では、最後に岩石サイクルというものについてやっていきたいと思います ここまでいろいろな作用をやってきましたよね 続成作用とか変成作用とか侵食・運搬・堆積作用 とか 地表に出てきた岩石は、水の働きによって侵食されたりいろいろしてですね。 形を変えていくわけ ですね。ものによっては、地球内部の熱とか圧力によって変わったりさらにその1部はマグマと なって、火成岩に露出してこんな感じでサイクルを繰り返してるわけですよね この岩石の循環 のことを岩石サイクルといいます ちょっと今からどういう風に循環しているか図で書いてみますね 赤火成作用 青→変成作用 緑→風化作用 水色→侵食・運搬・堆積作用 紫→続成作用 マグマ 李成 砕屑物 堆積物 一旦できた岩石というのはその場にとどまるものもいるんですけれども、中にはまた姿形を変え ていくみたいなものもいますよってことですね。
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ここでちょっと初めて聞く用語があると思います 火成作用... マグマが関連するいろいろな作用のこと マントルのやつが部分的に溶けて、マグマを形成することも 地殻で岩石が熱せられてマグマに なったりマグマが固まって火成岩になることまで含む それ以外は全部以前説明したので大丈夫でしょう 地層と生物の変遷 ⑤ 時代区分と先カンブリア時代 ここからやっていくのは、基本的に地球の歴史についてです 地球の時代区分というのがありまして 昔から順番に 先カンブリア時代→顕生代というふうになってます そして、そもそもなんですが示準化石ありましたね 当時の地質年代を推定することができる化 石 出てくる基準化石の変化とか、 生物の種類が大きく変化する時期として地球の年代は区分され ているんだこれを地質年代とか言いましたよね だから、地質時代の何か基準があって、 相対的なものである だから、 これで新しいとか古い関 係を示しているものなのだからこれのことを相対年代といいます そして,地球は大体46億年前に生まれたと言われてまして 地球の歴史の88%程度が先カンブ リア時代と言われております そして、先カンブリア時代をさらに細かく分けていくと 冥王代→太古代→原生代の3つに分けられるこの3つについてはあんまりやることがないかな この区分の名前だけは覚えとくようにしましょう この3つ 例えば 冥王代では~ 原生代では~みたいな事は言いません 全部 先カンブリ ア時代では~みたいな形にまとめようと思います ですけど、次が重要なんです 顕生代は古生代→中生代→新生代 みたいに、分けられてさらに覚えることとしては古生代はもっと細かく区分できるんだよ その 部分の名前を覚えてねみたいなことまでやります そしたら時代の境目って大体どれぐらい前なのかっていうのを見ています 先カンブリア時代・古生代の境目→5.6億年前 古生代・中生代の境目→2.5億年前 中生代・新生代の境目→6600万年前 それで、相対年代で区分していくときに大きい区分から単位として代→紀→世となります 相 対年代とは逆に岩石の形成年代とかを数値とかで表すと数値年代 (絶対年代) と言うのもありま す
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それでは、めちゃくちゃあんまり面白くなかったでしょう。 時代区分は終わりにしてここからは先 カンブリア時代の出来事を見ていきましょう 先カンブリア時代はほとんど化石がないわけなので 化石から情報を読み取るというのができ ないわけですね だから、 岩石の中の成分とか、 そんなものから推定ですけれどもやっていきます 地球は46億年前に誕生したと言われてます この地球が形成された頃の大気のことを原始大気 といいます当時地球ができた後はめちゃくちゃ高温で水が液体として存在することができな かったんですつまり水蒸気の状態で存在していた 今の大気とは全然違うわけですね もともと微惑星に含まれていた水蒸気だとか、 二酸化炭素だ とがメイン 地球は微惑星の衝突でできたという説が有名で衝突しているという事は当然、 かなりエネル ギーが使われていたんですね そうすると表面が溶けてマグマが海のように広がっていたとされ ています このマグマの海みたいなものをマグマオーシャンといいます この原始地球を構成していた物質は金属と岩石に分けちゃいましょう 比較的密度が大きい金属は現在でいう核 比較的密度が小さい岩石は現在ではマントルや地殻となっているんですね こんな感じで、地球の層構造が形成されていったと その後、微惑星の衝突が減ることにより、地表付近の温度が下がって大気中の水蒸気が雨と なって降り注ぐわけですね そうするとマグマオーシャンの表面は効率よく冷やされて地殻となる わけです そうするとこの水のおかげでですね 海を形成するんですね。 この頃の海は原始海洋といいま す その海になった分だけ大気中の水蒸気の量は減るわけですよね その中でも二酸化炭素とかは水に溶けやすいんですよね 水に溶けたら炭酸になりますよね。 原始海洋に溶けていったり。 岩石と化学反応したり、いろいろしていたわけです。 そして、いよいよそろそろですが、 生物が出てきます この頃最初に生まれた生物は原核生物で ある 生物は基本的に細胞というものを持ちましたよね 細胞を分類するのに 核というやつがある細 胞とない細胞があるんですね ない細胞が原核細胞です。 この原核細胞から構成されている生 物のことを原核生物と言い単細胞生物である この際に覚えて欲しいのは、この原核生物と逆の立場を取る 先カンブリア時代の時に出てくる んですけれども 細胞の核がある細胞を真核細胞と呼び 真核細胞によって構成されている生 物のことを真核生物といいます まず、 真核生物の植物細胞と動物細胞を比較してみましょう
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植物 絅 ww 2/0 ○ ⑤ 物 →G細 胞 こんな感じになっているわけですけれども ちょっと部分の名前を見ていきましょう 1番が細胞壁 2番が細胞膜 3番が細胞質基質 4番がリボソーム 5番がリソソーム 6番がゴ ルジ体 7番がミトコンドリア 8番が中心体 9番が小胞体 10番が葉緑体 11番が液胞 12番が 核小体 13番が核膜孔 14番が核膜 15番が染色体 この中で 原核細胞にある構造体が少なくて 原核細胞にある構造体は細胞壁と細胞膜と細胞 質基質とリボソームと染色体 (染色体は真核細胞ほど複雑なものではない) だから原核細胞は比較的単純なものなんだなと こういう生物がいたんですね 当時は酸素があ んまりなかったから、酸素を用いずにエネルギーを得ていた(嫌気呼吸・発酵など) ところが、ある段階で 光エネルギーや水を使用して酸素や有機物を作り出す生物が生まれたん ですねこの生物はシアノバクテリアといいます 原核生物ですよね。 そうすると、シアノバクテ リアの働きによって、 石灰質の構造物が作られるようになりました。 この構造物のことをストロマ トライトといいます ちなみにこの反応のことを光合成といいます。
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引用 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%9E%E3%8 3%88%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%88 光合成の反応式が 12H2O + 6CO2 +エネルギー→C6H12O6 +602 +6H2O ですね だから水を材料として 酸素を作ったと だから、光合成によって酸素濃度がどんどん上がっていって、 環境に影響及ぼすようになって いったわけですね ちなみに、現在の深海底にも熱水が吹き出しているところがあります 水温とか水圧が高くて酸 素がほとんどないけれども、 微生物の存在が確認されている。 だから、 生命が生まれたのは、 ここではないのかとされている場所があります。 この場所のことを熱水噴出孔といいます シアノバクテリアが現れて、 光合成をするようになりましたこの後にいろいろ影響が出てくるんで すけれども まず1つ 縞状鉄鉱層が形成されるようになった 海洋中にも大気中にも酸素が増えていくわけですよね そうすると海水に溶けている鉄が酸素と 結合するようになるわけです 結果として多くの酸化鉄が出てくるわけです。 この酸化鉄が海底に沈殿した結果生じるのがこれです 画像とか調べたらわかると思うんですけど、ちょっと赤みを帯びているんですよねこの赤みが鉄 です。 鉄が錆びている状態みたいな感じですね。
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2009 H. Okubo All rights Reserved. 引用 https://geosociety.jp/faq/content0988.html こんな感じのものなんですが 酸化鉄って、 酸素と鉄が結合したものですからこの時代の海には酸素があったんだよなってい うことが推定できるわけですね そして、もう一つは全球凍結ですね 酸素が多くなると二酸化炭素が少なくなるんですねこの二酸化炭素は温室効果ガスと呼ばれ ました。 これ第4章で温室効果についてはやっていきたいと思います 雑に言うと赤外線を吸収する気体 です。 二酸化炭素とかメタンとか一酸化二窒素 後はフロンとかですねこれが増えすぎると、地球の 温暖化が進んで生態系に影響及ぼすなと その用はあったかくしてくれるものだと思ってください それが酸素が増えることにより減るんです よ。 気温が下がり始めるわけですよね。 かなり広範囲に広がって、 地球全体が氷で覆われたんじゃないかと考えられてます これによっ て大量絶滅が起こるわけですね。 全球凍結が終わると、 原核生物から真核生物が出てくるようになります 真核生物といっても、比 較的単純な単細胞生物である。 さらに、ここからは、たくさんの細胞で構成されるようになった多細胞生物が進化するようになった
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そして、先カンブリア時代の終わり頃 南オーストラリアの地域この地域エディアカラと呼ばれる ところなんです 地球が温暖化していって全球凍結を生き延びた、 生物は、 体が大きい多細胞生 物になっていく その地域から殻とか骨格を持たなくて柔らかいつまり軟体質の ぺったんこな化石がめっちゃ 発見されたんです この生物群はエディアカラ生物群といいます 例を挙げるとディキンソニア 地層と生物の変遷 ⑥ 古生代 基本的に時代の名前は覚えてもらいたいわけなんですけれどもさらに小さい区分として紀って いうのがありましたよね その紀は基本的に古生代と中生代の合わせて9個あるんですがこれを覚えてくれればいいで す。 新生代とか先カンブリア時代はあんまり細かく覚える必要は無いかなと思います それでは、 古生代の紀の順番 カンブリア紀→オルドビス紀→ シルル紀→デボン紀→石炭紀 → ペルム紀 まずはカンブリア紀 もともとすごい気温が低かったわけです。 それが大量絶滅した原因の全球凍結ですね そうする とこの中でも生き残った生物たちからたくさんの種類の無脊椎動物が爆発的に増えるわけです 無脊椎動物...背骨を持たない動物 脊椎は背骨のことを表すので 背骨を持たない動物ってことで、 無脊椎動物ですね この無脊椎動物がめちゃくちゃ爆発的に増えるわけですけれども、この現象のことをカンブリア紀 爆発といいますがこの用語がすごい厄介でして 複数の教科書を見てるとですね。 書き方が全 然違うんですよ。 カンブリア紀の大爆発・カンブリア紀の爆発・カンブリア爆発 これ全部同じです 教科書と対応 づけてください。 これは実際に爆発したわけじゃなくて爆発的に増えたよってだけですからねこの頃の化石が たくさん出てくる生物群 動物ですけれどもこれがカナダ西部と中国方面で見つかっていると カナダ西部で見つかったものをバージェス動物群 中国方面で見つかったものを澄江動物群といいます 澄江は中国のやつですから 発音としてはチェンジャン と読みます こいつらは、互いに似ていて エディアカラ生物群は、 比較的体が大きめで 軟体質でぺったんこ みたいな感じだったんですけれどもこいつらとは全然違う特徴持ってて 硬い殻と鋭い歯を持っていたんですねこのことから食べる食べられるの関係 被食一捕食 の関係があったんじゃないかって感じです 代表的な生物としてアノマロカリスとか三葉虫とか、オパビニアとかこの辺の生物名は答えられ るようにしといたほうがいいかもしれません
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そして顎がない脊椎動物の祖先として、これが魚類とつながっていくんですが 無顎類ですね 脊椎動物... 背骨がある動物 次はオルドビス紀について見ていきます この頃、海の中で繁栄した生物は2つ サンゴと筆石 この頃から、生物が陸上に進出し始めるんですね 陸上とかからコケ植物の胞子などが見られた から なんで陸上に進出できたかって言う話をしていきます まず紫外線ってのがあるんですよ UVな んて言ったりするんですけれども。 生物の遺伝子を傷つけちゃってちゃんとした細胞分裂の邪 魔をするやつなんですね だから紫外線が降り注いでいるような環境では、 生物はとてもじゃないけど、 生きていけない そこでこれも第5章で説明するんですが オゾン層ってのがあります。 大気中の酸素がめちゃく ちゃ増えることによって上空のオゾンの量も増加するんです オゾンは紫外線を吸収する役割 を持っているので生物が陸上に進出できやすい環境を作ってくれて、 その結果進出できましたと シルル紀 植物は光合成を行うことで、住める範囲と言うものを広げていったんですね シルル紀の地層 は、植物の化石があるんですがコケ植物とシダ植物の両方の特徴を持った植物があるんです この植物 生物名は覚えといてください クックソニアといいます。 最も古い陸上植物であるとされてますね ではコケ植物とシダ植物の両方の性質を兼ね備えて いると言ったのですが コケ植物の特徴は、 中学校の復習です 外から水を吸い上げて通る管 葉っぱで合成した栄養分が通る管 また、それを合わせて何と呼ぶか 上から道管師管 維管束 ですよね コケ植物は輸送するための維管束がないんでした そして先端の部分で、 茎が枝分かれしているのは、シダ植物の特徴 この2つの性質を兼ね備えているんだよと その後ちゃんとした シダ植物が出てくるわけですね シダ植物は葉・茎根の区別がちゃんと付いていて しっかりした維管束があるんだ 陸上の環境にちゃんと適応していった結果なんだとな 一方、動物の方で見てみると 無顎類が魚類へと進化した デボン紀
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魚類が本格的に繁栄していったのはこの時期なんです そして植物についても種子を作るよう になったんですね。 裸子植物が出現します。 裸子植物ってどんな植物でしたっけ? 種子植物の仲間で種子で増えていくんですが 種子植物 はめしべの下のほうに膨らみがありますよね。 子房と言いましたよね その中に将来的に種子になる胚珠が格納されているみたいな感じでし たけど 裸子植物の場合は子房がないので子房は将来的に果実になるんでしたけど果実が できない そして胚珠がむき出しになっているんだみたいなことですよね 実際、 これって周囲の環境が乾燥してるんです だからある程度乾燥した中の環境でも生き抜け るように出現したとされています また、動物の方では両生類の化石が発見されたから、大体この頃脊椎動物が陸上へ進出して きたんだろうと イクチオステガこの生物名を覚えとくと良いでしょう 石炭紀 リンボクやロボクなどの大型のシダ植物が大森林を形成していた 実はこの頃酸素が増えた原 因はシアノバクテリアではなくて シダ植物が大森林を形成していたからこいつらの光合成に よって酸素が増えていたんですね このシダ植物は酸素を二酸化炭素を取り込んだ状態でそのまま知らん間に埋まっちゃっただか ら二酸化炭素が激減したんだ それで現在使われている石炭ありますよね 実はシダ植物の遺骸が蓄積されてできたやつなん です そして、このシダ植物大森林の光合成によって、 酸素の量が一気に増えていくわけで そして爬虫類とか 哺乳類につながっていく単弓類 爬虫類は卵から孵って生まれる生まれ方をしますよね 卵生と言いましたよね。 実は、 魚類も両生類も卵生なんだけれども 爬虫類と何が違うのか 魚類と両生類は殻のない卵を産むんです ところが爬虫類は逆で殻のある卵を産むんです なぜでしょうか 基本的に産むところは魚類と両生類は水中だけど 爬虫類は陸上に産むんです さて、ある程度わかると思うんですが 乾燥に対して適応した結果です。 ペルム紀 大陸が集まって超大陸パンゲアの形成が進む 今の大陸は、ユーラシア大陸とか、アフリカ大陸とかオーストラリア大陸みたいな感じで分かれて いるわけですがもともとはでかい1つの大陸だったんです。 この大陸の名前がパンゲアです ね。 結局、ペルム紀の最後らへんでパンゲアって完成するんですね
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陸上ではめっちゃ寒かったからシダ植物が衰退していてグロソプテリスなどの裸子植物が代 わりに台頭していくわけです 乾燥に強いからです。 また、この頃 生物の名前として覚えて欲しいものがあって海ではいろいろ動物が繁栄していく んですがフズリナを特に覚えてください。 そして、パンゲアが完成すると 火山活動とか、 気候変動がいきなり激しくなります これによって 大量絶滅っていう感じですね。 ちなみにこの頃の大量絶滅のことを ペルム紀と三畳紀の間の 絶滅ということでP/T境界絶滅といいます ペルム紀Permian 三畳紀Triassic の頭文字ですね 地層と生物の変遷 ⑦ 中生代 ここでも何何紀 みたいなやつがあるんですけれども、ここは正直覚えることが少ないです 三畳紀 (トリアス紀) →ジュラ紀→白亜紀 となります 三畳紀 生物が一度、大量絶滅してそこからどんどん回復していきましたこの頃繁栄した生物で絶対 覚えとくのはアンモナイトですね 後は、大量絶滅の中、 生き残った爬虫類とか単弓類は 爬虫類がですねワニとか大型の爬虫類である恐竜ですね 植物でもソテツなどの裸子植物が繁栄 そして単弓類からめちゃくちゃ小さい哺乳類が出現してこの頃からパンゲアが分裂したり、移 動したりと ジュラ紀 爬虫類が多様化して大型化して行って恐竜以外にも、海を泳ぐ奴らとか空を飛ぶ奴 らが出てくるよと ジュラ紀の終わりあたりだと恐竜から鳥類に進化していった ここでちょっとやっていきましょう 脊椎動物の進化の順番 まず最初に 魚類 両生類 爬虫類 まだここまでいいんですよそして哺乳類と鳥類ってどっちが先に生 まれたのって話 ここまでの説明でわかってもらえたかなと思うのですが 哺乳類が生まれてから その次が鳥類になります。 哺乳類と鳥類がどっちが先に生まれたのかなっていうのが結構混 乱する人が多いので抑えておきましょう。 次に白亜紀ですね この頃は、激しい火山の活動があって、 二酸化炭素の濃度が高くなります だから温暖で海面の 高さがどんどん高くなっていっちゃったわけですね。 だから、生物による有機物の生産量が一気に増えてこの有機物が今利用されている石油とな ります そして、初期頃に被子植物が出現するようになった
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裸子植物と違うのは子房があるので成長したときに果実もちゃんとあるんだよと そしてこの頃、ティラノサウルスとかトリケラトプスといった恐竜が出てくる 恐竜の代表例と言っ たらティラノサウルスでしょう そして、隕石の衝突などによって大量絶滅が起こる この絶滅のことをK/Pg境界絶滅といいます 白亜紀Kreide 古第三期Paleogene の頭文字ですね 古生代末 中生代末のように多くの生物の種が限られた期間に絶滅して、 生物の多様性が減っ てしまうことを大量絶滅といいます 地層と生物の変遷 ⑧新生代 この内容をやって、 生物の変遷は終わりって感じですかね 時代区分は古第三紀→新第三紀→第四紀 まず生物ですね 比較的浅い海では貨幣石 (ヌンムリテス) と言う生物が繁栄していました 古生代にフズリナという生物がいましたが、こいつと結構似ててユウコウチュウなんですね 比較的大きめのサイズであると見た目が円盤みたいな感じで 引用http://museum-database.shimane-u.ac.jp/specimen/6305
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こんな感じの生物です 断面を切った形みたいな感じなんですが、 何か木の年輪みたいですね。 この頃の時代になると、 現代までを新生代と言いますので、かなり近いんですよ そこで、植物のメタセコイア これ覚えてもらいたいんですねこの頃の生物ではあるのですが 今も日本の各地に生息していたりしますね。 一時期は絶滅したなんて言われたりもしましたね 引用 https://shiroitani-koubou.com/news/%E7%94%9F%E3%81%8D%E3%81%A6%E3%81%84 %E3%82%8B%E5%8C%96%E7%9F%B3%E3%80%8C%E3%83%A1%E3%82%BF%E3% 82%BB%E3%82%B3%E3%82%A4%E3%82%A2%E3%80%8D/?srsltid=AfmBOopSBLILIW L22NCsvM3eX8WfqkThlyR8vVaWxe ODNVefX8NG6_IU この時代に繁栄したもので現在もいるから生きている化石なんて言われたりしますね 次は新第三紀 熱帯性の汽水域 (淡水と海水の中間みたいなところだから、 ちょっと薄めの塩水みたいな) こういったところで、 生息している生物で 巻貝なんですけれどもビカリアは覚えておくと良い でしょ 後は、哺乳類のデスモスチルスなど また、この頃は、人類が出てきましたね アフリカのチャドで700万年前程度に、 最古の人類の 化石であるサヘラントロプスチャデンシスの化石が見つかったりと 皆さん生物の学名というやつなんですがスウェーデンのリンネさんがこういう名前の付け方を 提案したんですね
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属名+種小名 この名前の付け方を二名法なんて言ったりするんですがイメージとしては苗字 と名前みたいな感じです。 生物の名前の付け方は、 こんな感じですよと 生物の分類をする上で大きい区分から ドメイン・界・門・綱目科・属・種 みたいな感じなんですね その属ですね。 そして、南アフリカとか、東アフリカの方面ではアウストラロピテクスの化石が発見された 今の人 類のように直立に足歩行をしていたけど、 絶滅しちゃったよっていう 第四紀 この頃は氷河とか、氷床 (大陸氷河) が存在する時代だったからこの時代のことを氷河時代とい います この頃は、氷河が一気に増えた氷期と比較的暖かめの氷河が減るような頃である間氷期を繰 り返しているわけです 現在も間氷期ですね 氷期は氷床が発達するから、 海水面が低下するんですね 間氷期はその逆で海水面が上昇しま す そして、この周期は、時期によって異なるってことです 例えば、 第四紀の後半だと10万年周期 程度で繰り返されていたんだとか では く氷期> 氷床 <間氷期 これで元をたどれば氷床はどこの水なんですか? て言う話をするとこの海の水、 あるいは川 の水かもしれないけれどもこいつが蒸発して雲ができて降ってきたやつですよねだから、元と 言えば海の水なんですよ。
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だから、海の水が陸に固定されてしまっているそうすると、海の水はちょっと減りますよね。 だ から海水面が低くなるんですね。 海水面がすごく低かった時期では大陸と陸続きになって 日本と大陸を行き来していた生物もい るんですね そこで代表的な生物を2つ覚えてください。 ナウマンゾウとマンモス そして、こいつらは、 絶滅しちゃっているんですがそれより後の時期だと大体今と同じくらいの まああったかいかくらいの気候になってます そして、7000年前頃位は海水面が急に高くなっちゃって、低いところは海になっちゃったみたいな ねこの頃は、縄文時代ですから。 この急に高くなってしまう現象のことを縄文海進といいます そしたら次は人類の進化について見ていきたいと思います 意外と皆さんが勘違いしやすいのは、チンパンジーからヒトは進化してきたんだみたいに思っ ちゃだめですよ 原始的な猿人はサヘラントロプス・チャデンシスとか大体アウストラロピテクス属の奴らですね この頃には、既にチンパンジーと系統が全然違かったんです よくサルとかチンパンジーが直立してヒトみたいになったよ みたいな絵を見かけると思うんです が多分あれが誤解を招きちゃってるんでしょうね。 ヒトとチンパンジーは親子みたいな関係じゃなくて、どちらかというといとこみたいな関係ですかね お互いの共通の祖先がいてその祖先から、 一方のチンパンジーの系統とかヒトとしての系統 とか そこで枝別れが生じているんだよ、と 話はそれてしまいましたが、 次行きますね ホモ・ハビリスあたりからは原人となります ホモ属がこの後から出てきます 火や道具を使用して、 脳を発達させていたり ちなみにですが、 これ覚えておくといいかなと思います もともとは目の上にぼこっと出てるもの があったんです。 この部分のことを眼窩状隆起と言いまして 当時は、道具を使う前とかね 硬 いものを食べてるわけじゃないですか だからその圧力を下げるためにあったとされています。 ところが、調理をすることによって、 硬いものを柔らかくして食べるみたいなことができたのでこ れがある衰退して、代わりにおとがいが出てくるようになったよねみたいな あと、もう一つ 皆さん一度手を広げてみてくださいね そうすると親指と他の指たちが互いに向 かい合うようになってるのわかると思うんです 実はこれによってものをつかむことができたりす るわけですね。この性質のことを拇指対向性といいます だから、例えばイヌに人間の言語が通用するものとしてお前、その鉄棒捕まってみろよと命令し ましょう つかめないんですよ。 後は、そのものとの距離関係を把握するために、目が立体視できるようになったりしましたね 後は、脳が発達したりと そんな感じになっていくわけです そして人類は唯一 今生きているホモ・サピエンスが生き残っ ていますね
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第4章 大気と海洋 やっと半分くらいが終わりましたね ここは実はですね 私が1番大好きな分野なんです。 皆さん、私は普段から生物が好きといろんなアプリで言ってきてるので 古代生物の方が好きか と思いきや、実はこっちの方が好きなんですね 大気と海洋 ①大気の成分と気圧 ではやっていきましょう まず小学校の復習 乾燥している大気 (そこから水蒸気を取り除いた大気)の中では多く含ま れているものからトップ3 1番多く含まれているのが78%程度の窒素 2番目に多く含まれているのは、 大体21%程度の酸素 そして、その次が0.9%程度のアルゴンってやつですね ちなみに、地表から80kmくらいまでは大気組成あんまり変わらないんだよね 循環によって、 ちゃんと均等に混ぜられてるから この窒素とか、酸素とか二酸化炭素とか水蒸気とかそういった空気の中で、 私たちは生活して いるわけですけれどもこいつらは、地球の重力に囚われちゃってるんだ だから、 地球を取り巻 く環境として大気と言ってこの大気が存在する範囲のことを大気圏と言うんですね ちなみに、火山由来の窒素と光合成由来の酸素が多いらしいですね 大気に含まれる水蒸気以外のやつはほとんど変わらないんですがね。 水蒸気の割合って言う と、場所とか季節によって全然違ったりしますから。 大気は上に行くほど、どんどん薄くなって存在しなく そしたら次は気圧の話をしていきますね 気圧... 自分より上にある 大気の重さによる圧力 で、この気圧ってやつですね いろいろな方向から働いてくるのと 標高が下がるほどでかくなるってことを押さえておいてくださ い 簡単に言えば、上空より地上の方が気圧は大きいですよってことですね このポイントを押さえておきましょう これはペットボトルとポテトチップスの話を使って教えます 空気にも重さっていうものが、 実は存在していてこれが地面とか物体にかかってくる力が気圧で すから 標高とか天気の変化によっても結構影響があったりします 重さというより質量と言った方が適切かもしれませんけれども。 よく教科書に載っているペットボトルとポテトチップスの袋の問題
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この2つを取り扱っていこうと思います まずは、ペットボトルの話をすると ペットボトルの空気を入れれば膨らむし逆に抜けばベコベコになりますよね これなんでこうなるかって言うと、ペットボトルの内部の気圧が変化するから 通常の状態であればあらゆる方向から気圧って働くと言いましたが中の空気もあって 中の空気が外からの気圧を押し返す形を取るんですだから 外の気圧と内側の気圧が釣り合っている状態ですね 外の気圧=中の気圧になってる感じ 空気を抜いてあげるとベコベコになりますよね 空気が出ていけば中の気圧より外の気圧の方が大きくなるから 外の気圧によって押しつぶされてしまうわけだ 逆に中に空気を入れてあげると 膨らみますよね 外の気圧よりも中の気圧の方が大きい状態です 押し返す力の方が強いから膨らむんですよね ここまでの話を絵で表してみる ①通常 空気抜 ①空気の 外の気圧二中の気圧 外の気圧>中の気 外の気圧く中の気圧 では、次山の上にポテトチップスを持っていったときのお話をしますね 山の上だと標高が高いじゃないですかそうすると気圧って低いですよね。 気圧って、空気の重さが下にかかる感じじゃないですか 自分の上にある空気の量ってのは少ないですよね 空気の重さが少ないっていう事は下にかかる気圧も小さくなるわけですよ そうすると標高が高いところは、気圧が低めになるっていうことだから膨らむわけです 高いところに持ってくると 相対的に見て、中のほうの圧力の方が大きくなるから膨張する それから下山してみますとですね 外の圧力の方が大きくなるから収縮する
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そしてこれ結構大事な特徴なのに、 言い忘れるとこでした 海面で1気圧受けている この1気圧ってどれぐらいかって言われたら 大体1013hPaと言われます そして、初めて出てくる単位ですね hPa 読み方はヘクトパスカルです ヘクトって何でしたっけ 100倍を表す接頭語ですね。 100Pa=1hPaとなります この1hPaは1気圧と呼ばれることもあります だから、 1013 × 100 = 101300 この時はヘクトを値に直した感じですからPaですよね 101300Paは1m² にかかる力のNですよね この後キログラムに直せとか言われたら 物理基礎の知識が必要ですが 力=質量×重力加速度 この重力加速度って物理基礎を習わない人は覚えなくて結構です 1013009.8=10336 (Kg) これを直すと10ぐらい だから1m2位にかかる気圧って大体10tくらいなんですよね だから、 空気ってあんま感じないですけどめちゃくちゃ重いんですよっていうお話でした。 そして、大気圏の話に戻ります 大気圏は主に4つに分類されて、その分類の基準っていうのが 気温の変化なんです
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高木 オーロラ 熱圏 中間圏 高度 オゾン層 成層圏 圏界面一 低 対流圏 低 気温 →高 https://tigakutasu.com/taikikennosokozo/ さすがにこの図は、 自分で書こうと思ったらきつかったので引用させていただきました このグラフを見てもらったらわかるのですが 高度が高くなるにつれて 気温が低くなったり、高く なったり低くなったり高くなったりって感じですよね そんな様子が見て取れるとは思うのですがこの温度の変化によって大気圏を4つに分類しまし たと では、それを下から見ていきましょうか まず、地表から大体高度10km程度までのところを私たちが存在しているところですね この部分 を対流圏といいます そしてもう一つ小さい文字で書かれていますが対流圏の上端のことを圏界 面といいます ※教科書によっては対流圏界面や対流境界面と書かれているものもあり
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この対流圏の特徴は上空ほど気温が低いんですよね 大体100m 高度が上がるごとに0.65℃く らい下がりますね この気温の変化率のことを気温減率といいます それでですね マントルだいぶ前にやりましたけど覚えてますでしょうか? 下から温められると 対流するんでしたよね 実はそれと似たようなことが起こっててですね 大気が地表から温められ ることで対流してるんですね 温められたやつが密度が小さく(=軽く)なって 上に移動して冷やされたら密度が大きく (=重く) な るから下に行ってそれの繰り返しですね そして対流圏は水蒸気が多いから雲ができたり、雨が降ったりとか雪が降ったりとかそういっ た天気の変化が起こっているんですね 上空で冷やされた水蒸気とかが水とか氷ってなって降っ てくるから地球の大気のほとんどは対流圏にあるんだよってことです そして、下から2番目 大体高度10~50kmあたりのところを成層圏といいます ここは高度が高くなるにつれて、 気温が上がっていくんですね 対流圏みたいに 対流というのは全く行われていないわけでは無いんだけれども ほんとに少し 行われてるかなくらい そして、成層圏の1番重要な特徴といっても、多分過言じゃないでしょう オゾン 化学式はO3が 多くあると特に高度20~30kmあたりだと特にオゾンの多い領域でこの部分のことをオゾン 層といいます 大体成層圏の中でも真ん中くらいですかね オゾンってなんで大事かって言うと 太陽からやってくる紫外線という物を吸収するんです そして吸収して発熱するんですね。だか ら、上空に行けば行くほど気温は高めになるよねっていうことです。 オゾンのおかげで、 紫外線はあんまり地表まで来なかったり 日焼けとかガンの原因とかになり ますからね 紫外線ってそもそも何なのか 電磁波というものがありますが 赤橙黄緑青フェ こんな感じになってるんですね 小 と、よく見たら 紫の字が柴になってるんですね 気づきませんでした。 何故か治らないので、 ちょっとこのまま続けて行きます。 この大きいと小さいっていうのは波長です 赤の方が波長が大きくて 紫の方が小さいんですね そして、赤より大きくなると、 赤外線 紫より小さくなると紫外線になるんです ちなみに、赤外線とか、 紫外線は基本的に目に見えないものでこの赤から紫までは基本的に 目に見えるものになっています この目に見えるやつのことを可視光線といいますね。
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それはもうちょっと後で詳しくやっていきたいと思います。 太陽放射と地球放射の話を後でやって いくので では、話を戻しまして 下から3番目のところですね 高度が大体50~85kmくらいのこの部分のことを中間圏といいます ここでは、上空ほど気温が低くなりますとここってほんとに覚えることが少なくて 中間圏の1番 上は1番気温が低いんですね 中間圏と熱圏の境目位だと夜光雲と呼ばれる薄めの雲が見ら れますね そして、最後下から4番目というか、1番上と行ったほうがよかったですかね 高度が80~500、600km程度までの範囲ですね この範囲のところを熱圏といいます また、上空ほど気温が高くなります 酸素とか窒素とかが太陽からの紫外線とかX線とかめっ ちゃ速い電子とかそういったものを吸収して発熱していると、
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引用 https://www.visitfinland.com/ja/kiji-ichiran/finrando-no-sodaina-orora-no-shashin/ さて、これ皆さん知ってる人の方が多いと思います これが見られるのが熱圏なんですが 北極 とか南極とかそういった方面 この画像は、フィンランドのやつですけれども そうすると、鮮やかに光る現象が見られるんですこの現象のことをオーロラ (極光)といいます
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そして、オーロラは、太陽からの荷電粒子 (電子とか陽子などの電荷を持つ粒子)とかが酸素と か窒素と衝突して光を出すんですねちなみに太陽の反対側の宇宙空間に一度溜まるようです ね そして、もう一つは、流れ星 つまり流星ですね これも光るには光るんですけれども。 宇宙空 間からやってきた塵が大気中の分子と衝突して発光するんですね だから電気は帯びていない んですよ。 熱圏の下の方から中間圏の上の方 大体消滅するときは、 中間圏の上の方ですかね 大気と海洋②対流圏での水 化学基礎を習っている方は復習になると思います 気 日 融解 凝固 蒸歌 (気化) For 液 水は、太陽からのエネルギーとかによって、地表とか大気とか海洋とかで色々と循環をしている わけなんですね そこでこの対流圏に存在する水は主に3つの状態で存在しているんですね 物質の三態... 物質が取る3つの状態の事 この3つの状態とは、 固体と液体と気体ですよね そして、この3つの状態においての粒子の動きっていうのもみていきます 状態変化... 物質の三態 (固体・液体・気体) が互いに移り変わることこの物質の状態って温度と か圧力によって変化したりしますからね そして、この変化の図を見てもらいたいんですが これで言うと、赤い線が加熱を表していて青色の線が冷却を表しています これそれぞれの用語を覚えてもらいたいわけですね 固体を加熱して液体にすること、、、 融解 液体を冷却して固体にすること、、、 凝固
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液体を加熱して気体にすること、、、 蒸発 (気化) 気体を冷却して液体にすること、、、 凝縮 (凝結) 固体から液体を経由せずに気体になること、、、 昇華 気体から液体を経由せずに固体になること、、、 昇華 (凝華) 重複するので、 化学基礎のやつと全くおんなじ説明しました それで赤い線は、 熱の吸収を表していて 青い線は熱の放出だと思ってください 今回はこういっ た視点を見てもらいたいなと思うだけなので この際に水って状態変化をするときに熱を吸収したり、 放出したりと物質の状態の変化に伴って 熱が出入りするんですね この熱のことを潜熱といいます 空気は水分を取り込んで、 水蒸気として含むことができるんだ でも、それには限界があるんだよっていう話めやっていきます 地表の水って、太陽からのエネルギーを吸収して蒸発するわけででも、空気の中には存在でき る水蒸気の量が限界が存在するこれは温度によって決定するという話。 ある温度においてね空気1m² が含むことができる水蒸気の最大の量のことを飽和水蒸気量と呼 びますね この飽和水蒸気量の単位はg/m² で表される ちなみに、皆さんお風呂を想像してもらいたいんですけれども 完全に湿切ってずっとあったかいお湯をシャワーとかで流し続けたらどうなりますかね 飽和水蒸気量がいずれ来ます それを超える量だったら水蒸気になることができません。 なので、どうなるかって言ったら湯気とか霧みたいになります 温度によって変化するっていうのが、 少しややこしい点 気温が高いほど、 水蒸気はたくさん含められる関係性ですね そして、水蒸気が飽和していないやつの温度を下げていくとある温度において飽和するんですね この飽和すると、この点のことを露点といいます 言い換えれば、その空気で含むことができる水蒸気量である飽和水蒸気量がパンパンになって るってことですね。 そして、この大気中の水蒸気の量は、 水蒸気圧 (水蒸気による圧力) 単位:hPa (ヘクトパスカル) これを使うんですね で、この時、水蒸気が飽和しているときの水蒸気圧のことを飽和水蒸気圧といいます そして、ある空気の飽和水蒸気量とか飽和水蒸気圧に対して 実際に含まれている水蒸気量と か、水蒸気圧の割合のことを相対湿度といいます 例えば俺は100含むことができる空気なんだぜ。 でも水蒸気40しか溜まってないんよみたいな 奴がいるとしましょう この時の相対質度って言うと 0.4だから40%ですよねいいですかこれ求めるのは%ですから× 100してあげないといけないんですよ。 そしたら、最後に雲ってどのように発生するのか そして見ていきます
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先ほど言いましたが、 雲って目に見えますよね だから水蒸気ではなくて水なんだ 太陽の熱とかで地面は温められますよね そうすると、 地面の近くの空気も温まるってのはわかりますかね 太陽の熱によって地面が温められますよね 温められると、 地面の分子があって素早く動くようになるんですよね そうすると、その近くにある空気の分子と衝突したりします 分子同士がぶつかり合うことで地面の熱エネルギーが空気に伝わっていくので、周辺があったか くなるという原理ですかね そして、皆さん、お風呂あったかい状態だと湯気が出てきますよね 湯気って上のほうに向かっていきませんか? 温められた空気っていうのは膨張して上のほうに行きますよね 湯気が1番イメージしやすいかなと思って出してみました 他の方がわかりやすいよという方は申 し訳ありません 一様な性質を持つ空気の塊のことを空気塊と呼ぶんですがこの後出てくる気団はもっと広い範 囲ですから 大きさはそれほどでもないものだと思っといてくださいね それでこの空気塊ってやつなんですが地表付近のやつが上昇しますとですね 先程の復習 気圧って地表付近と比べると上空に行くほど低くなりますよね だからこの空気塊って膨張します よね 周りから押される力が弱くなるわけだから そして、この上空に行ったほどの空気塊っていうのは周囲の空気と熱のやりとりが存在しないわ けです この状態で膨張する ちなみにこの膨張のことを断熱膨張と言いますね 断熱膨張すると温度は下がります 外部との熱のやりとりがない状態のことを断熱と呼ぶので だから、上空に行って空気が膨張すると温度は下がるという関係性は抑えときましょう もっというと膨張すると、 分子同士って遠くなりますよね そうすると運動エネルギーは下がるこ とになるので、温度が下がるとなりますね。 先ほど断熱膨張によって温度が下がると言いましたよね 上空に行けば行くほど、気圧は低くなるから膨張して、温度が下がる しつこいかもしれません が、結構大事なので何回も言いますよ そうすると、上空で水蒸気であったものが水になるのわかりますかね この水蒸気が水になるときの温度のこと、、、 露点 この露点に達すると空気中の塵とかそういった微粒子を核として凝結が始まる ちなみに、この空気中の塵とかそういった微粒子を核としてと言いましたがこの核のことを凝 結核といいます そして、これもあるんですが 水蒸気が昇華するとだから、 液体を経由せずに、 気体から固体に なる
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こうするとね 氷の結晶ができますねこの氷の結晶のことを氷晶といいます だから、冷えたら水滴に変わったり氷晶ができたりするわけですよ この水滴とか氷晶に変わった結果、 雲ができるわけですねこのときの雲ができ始める高さのこ とを凝結高度といいます こういった水滴とか氷晶とかからできていて、これのことを雲粒とか言ったりするんですがねこ れが成長して重くなってくると雨とか雪とかあられとかそんな感じで降水するんだと 他にも、雲の中には火山灰とか、 そんな感じの微粒子とかも含まれていて、こいつらのことをエー ロゾルなんて言ったりするんですねこれはどちらかと言うと地学の範囲になるのであんまり言い ません。 大気と海洋③ エネルギーのやりとり・エネルギー収支 太陽はめっちゃ多くのエネルギーを電磁波として宇宙空間に出してるんですねこれを太陽放射 なんて言ったりします その太陽放射の中でも、X線とか紫外線とか可視光線とか赤外線とか電波線とかいろいろある わけです 放射のエネルギーというのは温度が高いほど多いんです そして、放射の最も強い波長のは温度が高いほど低いんだなって感じです では、波長ってなんですかって話をすると 物理基礎とか習っている人は1回波動の分野で習ってると思うのですが b-フレグラフ 波長(2) 2 M こんな感じで波ってあるわけですね この波長入 ラムダと読むのですが 玄:振幅 電磁と磁気の振動が空間を伝わる波のことを特に電磁波って言うんですがこの波の中でも 山と谷って例え方をするんです ある山があったら、 その次の山まである谷があったら、 その次の谷までそこまでの長さのこと を波長といいます
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振幅とかは気にしないでください これ後々物理基礎の完全攻略を作るときに現在同時進行で 作ってるんで使っただけです では続きやっていきましょう その太陽放射の中身でも最も多い 主に可視光線が半分程度を占 めると そしたら次はどのくらいエネルギーがやってくるんですかねっていうのを見ていきたいと思います 地球の大気上端において 簡単に言うと、 大気の影響をあんまり受けないよねという場所では 太陽放射に垂直な1m² の面が1秒間に受ける太陽放射のエネルギーのことを太陽定数と言いま すよ 2 1m² X 1m² 垂直な面だから、こういうことですよね ほとんどの教科書では、 全部このような言い回しなんですね ちょっと難しいので噛み砕いて説 明したいと思います。 エネルギーは、J (ジュール)と呼ばれる単位を用いて表していくわけですがこいつが何を表す かって言いますと一定のエネルギーを指すわけですよね。 ここで考えたいのは、光の強さっていうイメージです あるいは時間とかね。 1秒間にどのぐらい のエネルギーがやってきますかと言うのを考えていきたいです。 1秒間に1Jのエネルギーがやってくるよという流れのことを、今後は1W(ワット)というふうに表し たいね そうすると 教科書によってWとkWを単位にしているものがあるので、両方書いておきます 大体、 太陽定数の値が1.37kW/m²(1370W/m²) ですね そして、地表に届く太陽放射っていうのは吸収されたり、反射されたりしてるんです あるいは地 表に届かずに、二酸化炭素とか水蒸気によって吸収されるものもありますと。 地表で反射され たやつは、基本的に宇宙空間に戻っていくみたいなことになっていくんですね。
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そして太陽放射だけをずっと受け続けていると、 当然 地球は熱くなりっぱなしじゃないですか だからこれ以上いらねぇわって言って返してあげる動きも必要になるんです。 (実際には言わ ないですけどね。) これが地球からの放射と言うことになるんですね。 だから、地球も宇宙空間に電磁波を出しているんだって話です これを地球放射 (赤外放射)とい います 地球放射のほとんどって赤外線だからね。 でも、地球から放射された赤外線と言うのも、二酸化炭素とか水蒸気によって吸収されてしまうの で地表から放出される赤外線のほとんどって、地球の外に出ることができないんですね 地球が太陽放射エネルギーを吸収するだけだったら、地球の温度ってどんどん上がっちゃうわけ ですよね ちなみになんですが、 書いてある教科書と書いてない教科書があるんですね。 地球 が受ける太陽放射のことを日射といいます そして多分、皆さんは太陽放射の方が多そうと思うんじゃないでしょうかね でも実際はこれ 釣り合ってるんですね 太陽放射エネルギー=地球放射エネルギーの関係になってると 地球にやってきた太陽放射と言うのは、全て地球が吸収しているのかといったら、そうではないと 言う話です 残念ながら (?) 地球に入ってきた太陽放射の1部は反射されて、 宇宙空間に戻っていったり残った部分が地球 によって吸収されているって感じなんです 太陽放射のうち跳ね返される 反射される割合のことを反射率 (アルベド)といいます 地球のアルベドは大体0.3なんて言われたりします だから30%程度です。 宇宙 地球 反射吸収 放射 こういうことですよね 太陽放射エネルギーを吸収して一方的に受け続けると温度が上がっちゃ いますからそれなりに地球放射エネルギーとして放射して放射と吸収のやつがほとんど等し いよねと ちなみに、この図では、 緑が太陽放射で赤色が地球放射ですね
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この2つがあるおかげで、 まぁ長い目で長期的に見たときに、地球の温度ってほとんど一定なん だなって 地球のエネルギー収支の平衡があるんですねこれのことを熱平衡といいます では、次に温室効果についてやっていきますね といっても、地球温暖化問題みたいな問題は扱いません。 人間活動とは関係なく持っているや つを見ていきたいなと思います。 さて、地表から放射された赤外線の1部と言うのは、 二酸化炭素とか水蒸気に吸収されるみたい なこと言いましたよね 実はこれがですね。 宇宙空間へ出て行くのを防いでいるんです。 このような効果のことを温室効果といいます そして、可視光線をよく通すけれども赤外線を吸収するような気体のことを温室効果ガスといいま す 二酸化炭素とか水蒸気もそうですけれども 他にもメタンとかフロンとかね そして、吸収したものをそのまま自分の方で溜め込んでいくかって実はそうではなくて吸収し た赤外線のエネルギーを自分自身から赤外線としてまた放射するわけですね 可視光線は通し ちゃうから、あんま関係ないよなって感じですかね 窒素とか酸素みたいなやつは温室効果ガスではないので赤外線も可視光線も通すんですけれ ども 水蒸気とか二酸化炭素みたいなやつは温室効果ガスだから可視光線は通すけど赤外線は吸収 するんだと 宇宙 地球 反射(吸収 放射 この図をもう一回使いますね 先ほども説明したんだけども、 太陽からやってきた光のうちの1部は反射されて、 宇宙空間に戻る みたいな残りは吸収されて 吸収したのと、ほぼ同じ量を地球放射として放出するわけですね
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だから、地球の温度ってある程度は一定に保たれているんだよねって では、これを今度は大気も別で考えたらちょっと複雑になるんですけれども 宇宙 地球 PA収 放射 大気 放射吸収 反射吸収 吸収 放射 こんな感じになりますと ちょっと難しくなっちゃいましたね 本来だったらこんな感じになってるんです 大気中では温室効果ガスとかが含まれているからね まず、太陽放射の方 見てもらうとまず地表で反射しているのは変わりませんよねところがも う一つ反射するところが増えてます。 上空で大気とか雲によって反射されてしまう分ですね そして、太陽放射の中にも、 赤外線は一応含まれているので一部は大気に吸収されるものもあ る だから、太陽放射は主に大気による反射 地表での吸収 大気による吸収の3パターンがあ るんだな位に思っといてください 次は地球放射について見ていきましょう 赤外線は大変よく吸収されるものですからまず大気 によってがっつり吸収されますとだからそのまま大気を抜けていけるのは、ごくわずかなんだと それで吸収された赤外線のエネルギーというのは温室効果ガスが全部受け止めるわけではな くて放射するんでしたね 四方八方に放射するんですけれども横に放射したものに関しては、また大気に吸収される 結 局出て行かないのと一緒ですよねってことで上下だけになってますね。 地表に向けて放射され る部分と宇宙空間に向かって放射される部分に分かれますと。 太陽放射のうち地表に吸収される分と地球放射で出して言ったけど大気で吸収されてまた戻っ てきたやつここを足したものと大体地球の放射分と等しくなりますよと
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他にも、太陽放射によって大気が吸収した分と 地球放射によって大気が吸収した分を合わせる と大気が大体放射した分になるよね みたいな感じですね だから、いろいろなところで、放射の釣り合いとかが取れてるんだよと そして、地表から赤外線が放射されると、 地表の温度は下がるんですね この現象を放射冷却と いいます 例えば、上空に雲がある場合に、地表から放射された赤外線の1部が雲とか大気によって吸収さ れて雲とか大気から放射される赤外線の1部が地表を温めるんですね だから比較的冷却は 弱いんです 対流圏では、上空に行くほど気温は低下すると言いましたね だけど、 放射冷却が出てきた場合 は、これ厄介なことに 上空ほど気温の高い層ができちゃうんですね そうすると地表付近の気 温が露点に達するから霧とかが発生しますと ちなみに、この上空ほど、 気温の高い層のことを逆転層と言うので、ついでに覚えておきましょう だから放射冷却は、風の弱い晴れた夜によく現れますよと。 大気と海洋④低気圧と高気圧・風 まず、風とは何なのか 風と言うのは大気の流れなんですね 例えば2つの地点があって、 これは別々です。 この気圧の差が原動力となって起こるもので 気圧の差が生じるから、いろいろな風が吹くんだと ここでやっていくのは、 海陸風と季節風ってやつです 次の単元で大気の大循環って話をすると、 また新しい風が出てきますけども その前に低気圧と高気圧が何なのかって言うことを話していきます よくテレビの天気予報とか見てるとですね 高 低
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https://www.ac-illust.com/main/search_result.php?exclude ai=on&personalized=&sl=ja&pp= 70&qid=&creator=&ngcreator=&nq=%E6%89%8B%E6%9B%B8%E3%81%8D%E9%A2%A 8&srt=dlrank&orientation=all&format=all&color=all&type search=phrase&page=0&search w ord=%E5%A4%A9%E6%B0%97%E5%9B%B3&mode=cate&cid=8&cword=%E5%86%AC こんなやつを見ると思うんですよ この高いって書いてあるのが、 高気圧で低いって書いてあるのが低気圧なんですがね この周りに白い線で円に近いような線が何重にも書かれているのがわかりますよね。 この線を等圧線と呼びます もっと言いますと気圧の等しい地点を結んであげた線のことです 交わりもしませんし、途切れもしません (同じ地点で、 2つの気圧があるわけでもないですし 気圧は連続的に変化するから、途中で線が 消えたりすることもないわけです) これを知って、何がわかるかって言うと高気圧と低気圧の分布がわかるということ 先ほどやりましたが、気圧の単位はヘクトパスカルですねhPa この等圧線について覚えて欲しいこと 何hPaごとに線を引くのか?→4hPa でも、1つだけ要注意ね 20hPaごとに関しては、太い線で書いてあげて下さい 風は気圧の高いところから低いところに向かって吹くんだよね 水って高いところから、低いところに流れますよね 実はこれ自然界のやつなんですけど気圧 差をなくそうとして動くわけです 高気圧って空気が多い 低気圧は空気が少ないことから 高気圧... 気圧が高いところ 低気圧... 気圧が低いところ ちなみに、この高いと低いの判断に関しては、 数値とかではなくて周りと比較したときに高いか 低いかだからね この差を埋めてあげたいから空気は高気圧から低気圧に向かって吹くこれが風になるんです ね。 話が脱線しましたが 等圧線では間隔が狭ければ、 狭いほど風は強いんです だから低気圧は等圧線の感覚が狭い イメージを言うと 高気圧って空気が多いから、 広範囲に広がることが多いですよね だから、等圧線もゆったり広くなる感じですね 低気圧は気圧が少ない。 つまり空気が少なくて中心に集まっている感じ。 だから、等圧線で書くと狭くて密集しているような感じですね ぎゅって密集してて、 天気が荒れやすいって感じですね
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そしてたまに試験に出てくる意地悪な問題 選択式のことが多いのかな? 「等圧線の説明で等間隔に書く」 みたいな選択肢がたまにあったりします 正直いってほんとに意地悪だなと間隔は4hPaごとに見てやれとは言ったけど この説明が間違っていること指摘できますかね なんで間違ってるかって言ったら 等圧線の間隔 気圧の変化の傾きのこと 等圧線を等間隔に書くという事はどこも気圧差は同じであると勝手に決めつけてるんですよ 実際の気圧は、場所によって異なるため場所によってバラバラであるというのが正しいです === 下降気流 ↓↓ 高 上昇気流 17 https://www.ac-illust.com/main/search result.php?utm_source=tag&search word=%E4%BD %8E%E6%B0%97%E5%9C%A7%E3%81%A8%E9%AB%98%E6%B0%97%E5%9C%A7& page=0&mode=cate&cid=91&cword=%E3%81%9D%E3%81%AE%E4%BB%96 では、これを使ってやっていきましょうね 教科書にはこんなふうに書かれていることが多いと思 います。 それぞれ覚えてもらいたいのは、高気圧と低気圧の風向きの事なんだよ 風は気圧の高いところから低いところに向かって吹く これ何回も重要だからしつこく言ってます まず見ていくのは、低気圧付近の話です 低気圧は、中心の気圧が周囲より低いんですよね 空気が少ないから、周りから集まってこようとするわけです そして、低気圧の空気って軽いですから上のほうに行きますね 周りより空気が少ないわけです から 重さっていうか、圧力が低いって表現をしておきます 空気が上に逃げるって事は上昇気流です 上昇気流ができると 雲のでき方のところでやりました
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その後、空気が膨張して 温度が下がって雲ができる だから、低気圧って天気が荒れやすいのは雲ができるからですよ 空気がスカスカの箱みたいな感じですよ 対して、高気圧の場合は 空気は重いから空気がたっぷり詰まった箱みたいなイメージ そうすると重いって事は下降気流ができますよね 空気は収縮して、 その結果、 気温は上がって雲はできない 高気圧だと下降気流だから、 風が周りに吹き出すんですよ 降りてきて、地面にぶつかって、そしたら外に行くしかないですからね 低気圧では、 その反対で 周囲から空気を取り込むみたいな形が起こります そして、低気圧では風が取り込まれるみたいなことを言いましたが この向きは反時計回りである 高気圧では、風が吹き出すと言いましたがこの向きは時計回りである なんでこうなるのかって言うと 地球って自転してるわけです 西から東ですね。 だから、 空気ってまっすぐ進もうとしても地球が回っているせいで進む方向が曲がっちゃうわけで すよ 空気が曲がって進むから、あたかも何らかの力が働いてるんだろうってことで 実際何の力も働いてないですけど、この現象 コリオリの力といいます 実際は、地球が自転してるから進む方向が曲がってるわけです そして、高気圧とかで重いとか言いましたけど、 密度が高いって言い方の方が良いのかな では、風について見ていきましょう ①海陸風 海風と陸風を合わせたものです これ覚えてもらいたいんですが、 地理にも役に立つかもしれない 地表は、海面と比較したとき あったまりやすくて冷めやすいんです たいして、海面に関してはあったまりにくいし冷めにくい だから、同じ太陽からの熱を受けても地表の方が先に温まるということです これを押さえておけば、これを理解するのはめっちゃ簡単です 海に近い陸地だと特に 海風は、昼間 地表は、温まりやすく冷めやすい性質を持つわけだから 海面と比較したときに 相対的に見た ら、地表の方が温まってますよね
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あったかい空気って上のほうに登りますよね。 湯気とかを想像してもらえばわかると思うんで しょうけど。 上昇気流でございます 空気が上に行くわけだから 空気って他の空気を押しのけて動くわけだから 周りの空気がその隙間を埋めるように流れ込んでくるわけです 熱気とかは上昇気流を生むから、 周りから風が吹き込んでくる形を取ります 昼間は、陸地の方が相対的に見て温度が高い ということは陸の方で上昇気流が発生してその隙間を埋めるように海の方からやってくるわけ です これが風となるんだこれを海風と呼びます それとは逆で夜 陸は温まりやすくて、冷えやすい性質を持つんだから 夜はすごく冷えるわけです でも、海のほうはあったまりにくいし冷えにくいから 相対的に見て海の方があったかい そうすると、海の方で上昇気流が起こってその隙間を埋めようと、 陸の方から風が行きます この風が陸風ですね。 海風と陸風を合わせて海陸風と呼びます ② 季節風 地理でも習うと思う モンスーンとか言ったりします 大陸は海に比べて温まりやすく冷めやすい これ何回も言ってますけど、よっぽど重要なんですよ 夏の大陸だと、 空気は温められて上昇気流を作るそうすると地上の気圧は低くなりますよね。 海側では大陸より温度が低くなるから、気圧は高くなる ちなみに、これが冬になると逆転します そうすると、 風の吹く向きも逆になりますよね こんな感じで、季節によって特有な向きに吹く風のことを季節風 (モンスーン)といいます そして、風は海面付近の海水を混ぜたり 大気と海洋の間の熱とか物質の移動を手助けしてくれ てるって感じなんです 大気と海洋⑤大気の大循環
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いきなりですが、 こんな絵があります 一旦この絵だけ ↓ 900 60° 極偏東風 偏西風 30° 貿易風 0° 偏西 極偏東風 意外と実際の地球の画像とか見てみると実は雲とかがですね赤道付近とか中緯度とか高緯度 とか雲が多い地域なんです 逆に、赤道の南北とかだと雲が比較的少ない地域なんかなって ここで見ていくのは、 対流圏のお話なんですが この辺の空気の動きとかを見て長い期間で平均してみましょうよ 緯度ごとに特徴が見られると そこでこの図から文字を取り除いてみましょう といっても、これがだいぶ前に使った画像なので、多分データとして残ってないから書き直します めちゃくちゃズレが生じると思うんですが、しょうがないと思ってください。
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9° 6 a 300 ジェット気流 ーハドレー 循環 はい、ちょっと書き直しましたがなにげにちょっと良くないですか? (共感を求めるなという話で すね。) ではやっていきます まず、赤道付近で上昇して 大体亜熱帯のあたりで降りてきてもう一回赤道付近のほうに行っ てこんな感じでぐるぐる循環してるわけですね ここの循環のことをハドレー循環といいます 地表面で起こる循環ではなくて 対流圏の範囲の循環なんだって言うところは気をつけましょう 下から上に上がって降りてきての繰り返しってことです ハドレー循環は鉛直方向の循環なんですね 鉛直方向ってなんですか?って言うと 上下方向 みたいな感じですね。 上下方向に動いてるようなこんな風の流れです。 ハドレー循環の空気の流れと言うのは当然上空の部分もあるんですけれども 中緯度から低 緯度にかけての流れは、地表付近のやつになってるんです この風は地球儀とか、 地球の画像とかで見てみるとこの風は北東から南西に切るように (北半 球の場合) こんな感じの風になってるんです 大気大循環の画像が2枚あると思うんですけど その上側に書いてある緑の線の所この風の事ですね 貿易風といいます。 北東の風みたいに、教科書には書かれてると思うんですがこれはどっちから吹いてくるか 例えば、北東から吹いてくるのであれば、これは北東の風と言うふうに言うんです 北風と言ったら、北から吹いてくる風 今後ちょっと2枚の画像を照らし合わせて考えてみてください そして一旦風の話は終わりにして今度は画像で言う水色とか紫で表したで表したところを見て いきたいと思います
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ハドレー循環の空気が上昇するようなところが水色のところです このところを熱帯収束帯といい ます 地表付近とかで見たときに北半球で、 北から南に向かってやってくるわけですね 実は、南半球でも同じで 高緯度の地域から低緯度の地域に向かってやってくるって感じです だから、 南半球の貿易風とかは南東から北西に向かってだから、 南東の風ですよね だから、 熱帯収束帯は風が集まってくるところなんだと思っといてください 空気が集まってくるか ら上昇気流が生じている。 さて、上昇気流が発生すると言う事は天気はどうなりやすいでしょうか? 天気が荒れやすくなる んですよね。だから雲が発生しやすい地域なんだと つまりこの地域は低気圧である 反対に貿易風が吹いてくる元の方 画像で表すと紫のところ ハドレー循環が降りてくるところこ の部分のところを亜熱帯高圧帯といいます 下降気流が生じるわけですからここは高気圧ですよね そしたら、次に中緯度の対流圏のところを見ていきましょう 画像の青色の線ですこれは高度と かに依らず 南半球だろうが、北半球だろうが、 西よりの風が吹いているんですね この風のこと を偏西風といいます この偏西風の特徴で覚えてもらいたいのは まず1つはうねうねしてますよね 蛇行しながら吹いている そして、もう一つは用語なので、 ちょっとこっちを先に進めます 先ほど高度に依らず北半球だろうが、 南半球だろうが 西寄りに吹いていると言いましたよね。 ところが、こいつには、強いところと弱いところというものがあって 偏西風の特に強いところを ジェット気流といいます では、蛇行している理由ですが北半球を例にとって考えると 偏西風の北側の冷たい大気 そ して南側の暖かい大気があるじゃないですか そうすると、やっぱり温度差が大きくなっちゃうからその差を埋めようとして 偏西風が南北に蛇 行するわけだ そして、上と下に90°と書かれてるやつがありますよね 極付近だと 大気は冷えるから密度が大きく重くなるとだから下降して極高圧帯と呼ばれるもの を作る そして地上付近だと程度側に向かって東寄りに風が吹き出す。 この風のことを極偏東 風といいます これが緯度60°付近で上昇して循環しているとこんな感じの循環のことを極循環 と呼ぶんですね 他にも覚えて欲しいもの。 台風... 熱帯の海域だと上昇気流が発生しやすいんですよ これは説明するまでもないでしょう 発生した上昇気流って水蒸気をめっちゃ含んでて 凝結して積乱雲を作ります これが次々と発生して集まってきて、 渦を作って上昇。 気流を起こして この結果熱帯低気圧となります。 エネルギー源は、 水蒸気が凝結するときの潜熱ですね 潜熱 状態変化に伴って出入りする熱
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その熱帯低気圧の中でも北西の太平洋海域とか南シナ海くらい そんなとこで発生して、最大の 風速が17m/s以上になったものを台風と呼びます だから、1秒間に17メートル進みますよってことです それぞれ熱の輸送を行っているって言うことを覚えときましょう ハドレー循環も偏西風が蛇行す るのも極循環とかも 温度差が大きいとそれを解消するように働くんですね 大気と海洋⑥ 前線 実は、ここ 中学校と何一つ変わらないです 皆さんまた天気予報の話です 寒冷前線が、どうちゃらこうちゃらです 温暖前線が、、、 みたいに言ってますけど、そもそも前線ってなんですかね 基本的に、前線ができるのは低気圧ですね 空気の性質が違う場所 あったかい空気と冷たい空気がぶつかると境界線みたいなのができる じゃないですかこの境界線のことを前線と呼びます 。 ちなみに、これからあったかい空気の事は暖気 冷たい空気のことを寒気と呼ぶこととします これの説明だけじゃわからない方のために少し言います この暖気と寒気は大気中を移動しているんですよ そりゃ動いてれば、ぶつかり合うことだってあるわけですよ 両方とも空気だけど、性質が違うわけじゃないですか だからすぐには混ざり合わないでぶつ かって、ちゃんと境界線が残るんです この境界線が前線ですね そして、これがちょっと厄介な言葉なんですが 前線は暖気と寒気の境界面が地表と接触するような線のこと こんな表現をします そしたら、この境界面のことをなんて言うんだ 線のことで前線って言ってるんだから 前面だろうなという人がいるんですよね。 これ厄介なんですけど 境界面の事は前線面と呼びます。 では、ここから4つの前線を見ていきたいと思います ①温暖前線 難しく考えなくていいんですよ 暖気と寒気がぶつかり合うといいました これをちょっとふざけた表現で 暖気 vs 寒気みたいに表しますと 寒気より暖気の方が強いんですよ 皆さん、これは余裕だと思いますけど
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沖縄と北海道を想像してください どっちがあったかくてどっちが寒いかはわかりますか 大丈夫だと思うんですけど 北海道の方が寒いですよね 沖縄の方があったかいですよね。 だから、寒気っていうのは、北の方で発生して南の方へ向かう 暖気っていうのは、 南の方で発生して北の方へ向かう 暖気の勢力の方が強いから 暖気が寒気を押し上げる形をとってその状態の時に温暖前線が できます ざっくりも 乱層雲 前線 前線面 そして温暖前線には記号があります というか前線には、 記号があります。 温暖前線の場合、 横引いて 半球を書くみたいな形 皆さんはこれをなんて呼ぶかわからないんですが 私は半球型と呼んでます 中にはですね お椀を伏せたような形をしてるから。 おわん型という人もいますから 正直呼び方なんてどうだっていいんですよ 形を覚えてください。 そしてですね、これ厄介なことを1つ言います 半球を書くのは 温暖前線の進行方向の方 だから、何も書いてないほうは暖気の方だから要注意 寒気のほうに向かって、ぐいぐい押し込んでるわけだか だから、進むのは寒気の方ってことで 半球を書くのは寒気側 そして私は半球の中を塗りつぶしていませんが試験では塗りつぶさないとXになる可能性あ るので。 ちゃんと塗りつぶしてください。 押すというよりかは這い上がるみたいな感じですね 寒気の上に暖気が這い上がっている 私の手書きイラストの方で
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這い上がるように書きました 暖気の方が軽いんですよ 皆さん状態変化 習いましたよね 空気は温められると膨らむ 暖かい空気は体積が増える そうすると密度は小さくなる だから、上に上がりやすいって感じですね だから軽い暖気が重い寒気を押そうとすると、 結果的に這い上がる形を取るみたいな この時にできる雲は、 乱層雲と呼ばれるものですね 何か横長の雲みたいな感じで 広い範囲で、長時間 弱めの雨を降らせるという雲 擬音とかで言うとシトシトみたいな感じ 温暖前線って 暖気が寒気の上に這い上がる形を取るので 前線の通過前って言われるとまだ冷たい空気が地表にあるんですよ だから気温は低めです ね。 前線が通過した後だと暖かい空気が地表に到達して暖かい空気は軽くて広がっていくので気 温が上がる つまり、何が言いたいかって言うと 温暖前線が通過。 すると気温は上がることが多いって話。 寒気は北寄りの風ですよね 冷たい空気の方向って言う表現が正しいかわからないんですが。 暖かい空気が地表に広がるようになるので暖かい空気って南から来ますよね だから、北寄りの風から通過後、 南寄りの風になるということ これがポイントですね そしたら次行きましょうか ②寒冷前線 先ほどみたいに言いますと 暖気vs寒気 温暖前線の時は、暖気が強かったよね だけど、 寒冷前線の時は寒気の方が強くなります
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前面 前線 積乱雲 ^ ^ ^ こんな感じです 寒気は三角型っていう人、トゲ型っていう人 位しか聞いたことないですね 正直呼び方はどうだっていいんです やっぱりですね 進行方向に私は三角型って呼びますけど 三角形がくっついてるんですね 暖気のほうに向かっていくわけですからそっち側に三角がくっついてます そしてちゃんと中は塗りつぶしてくださいね 塗りつぶさないとXになる可能性ありますから。 そして、上のモデルを見てみると 寒気が暖気を押しているんですよ 寒気は暖気よりも重かったですよね 重い空気が軽い空気を押そうとしている そうすると寒気が暖気の下に潜り込むような形を取ります そしてこれできる雲の名前なんですが積乱雲ですね。 積乱雲は、 雨の降る範囲は狭いけど 短時間に強めの雨が降ってきます 縦長の雲ですね 温暖前線の時に出てきた乱層雲とは逆ですから 寒冷前線が通過すると、 気温が下がることが多い 寒気の方が重い 密度が高い だから寒気は暖気の下に潜り込むんですよね そうすると、地表の暖かい空気って追い出されて冷たい空気の方が広がります そうすると、気温が一気に下がるわけです だから、通過した後 北寄りの風になるってのはわかりますよね
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③停滞前線と閉塞前線 閉塞これですね。 漢字の読み間違いがたまに出てきます 何前線って読みますか? 「へいそく」ですね へいさいではないですからね。 まずは、停滞前線を理解したほうが早いので先に片付けちゃいますね 暖気の勢力と寒気の勢力が同じくらいだからお互いに道を譲ってくれないような関係性です (は?) お互いに押し合って前線がなかなか動かなくてずっと雲が出来続ける 乱層雲のことが多いですけどだから停滞前線はかなり長く雨が降ります ちなみに梅雨 6月から7月くらい この停滞前線が原因です 「お前どけよ」「お前こそどけよ」 みたいなやり合いが長く続いている。 ちなみに、この梅雨ができる停滞前線を特に梅雨前線と呼びますので覚えておきましょう 夏の終わりから、秋のはじめ 大体9月から10月くらい 秋雨なんて言ったりしますね これもたまに読み間違える人いますので、読み方 「あきさめ」 要注意 秋雨も停滞前線が原因ですこの停滞前線を特に秋雨前線なんて言ったりしますね というか 最近秋がなくなったような気がする (暑くね?) 記号を書きました 寒気は暖気に向かっているので 暖気側に三角 そして暖気は寒気に向かっているので 寒気側に半球 そして、毎度の事ですがちゃんと中は塗りつぶしてくださいね。 そして日本を黒色で書いたので線を緑色で書きましたが 本来は全部形が区別できれば良い ので黒で書いて構いません 私はわかりやすくするために色をいろいろ使っていますが では、閉塞前線やっていきましょう
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先ほど停滞前線をやりました 実際同じ勢力位でぶつかり合ってそのまま消滅することもありま すけど 実は、渦を巻いて変形することだってあるんですよ どういった時に変形するか 寒気と暖気の勢力のバランスが崩れた時ですね 実際、 同じ勢力でなかなか動かない。 停滞している状態 しばらく、時間が経ったら 例えばね北の寒気が少しだけ強まるとかそんなことが起きて そうすると、前線の1部が押し出されたり、引っ込んだりすることがわかりますかね こうすると、 波のようにうねりができるわけです さらに、そのうねりがでかくなるとぐるぐると渦を巻くようになるんです この渦こそが低気圧なんですよね その低気圧の中でも、 温帯低気圧と呼ばれるものです 温帯低気圧については後で詳しくやります 高気圧って言われたらん? ってならないといけないわけですよ。 高気圧って下降気流が生じて風が周りに吹き出すんですよね 寒気と暖気がぶつかり合って風が周りに吹き出す 中心からどんどん遠ざかっていく おかしいですよ だから低気圧です。 それも日本て温帯じゃないですか 地理で習ったと思いますけど。 ほとんど温帯ですよね だから温帯低気圧なんです。 その後この渦は閉じるんですけど 渦が閉じるってどういう意味ですかって言う話ですね 最初は停滞前線が波打ってできるんでしたよねだから、 温暖前線と寒冷前線ができる そして、寒冷前線の方がスピードが速い だから、だんだんと温暖前線に追いついていくことにな ります 寒冷前線が温暖前線に追い越すと前線が1つにくっついていきますね これを閉塞前線といいま す。 そうすると、お互いの空気がごちゃまぜになって上昇気流が弱まるから低気圧の渦が次第に消 えていく これを閉じていくと表現してます そして1つ皆さん疑問があったと思います 寒冷前線の方がスピードが速いのはなぜか 寒気は暖気よりも密度が高い つまり重いわけですね 暖気は寒気よりも密度が低い つまり軽いわけ 下に沈むことができないから上に登って流れるだけです だから、前線でぶつかったときに寒気は下に潜り込みながら暖気を押し上げている この押す力が強いから地面を這うようにぐいぐい進めるわけですね 暖気は進むのがゆっくりなんです
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大気と海洋⑦ 海洋の構造と循環 まずここで見ていきたいのは、最初にね。 海水っていろいろな物質が溶け込んでるんだ。 その多くは、塩類である 海水中には、いろいろなイオンがあるんだけれどもこれらのイオンか ら作られる化合物が塩類ですから そして、この塩類の中身とかは中にどういうものが入っているのだろうかっていうのは実は、 世界中の海とかでも場所には寄らずにほとんど一定なんだと 塩分... 海水1kgのすべての塩類の質量 平均して大体35g だから1kgの海水から水を蒸発させた際に 大体35gの固体 (塩類) が残るよね この割合が塩分 だよってことです 教科書によっては、質量と書かれてるものもあれば、 割合と書かれているものもあります 塩類は化合物で 塩分はその割合なので、 ちょっと言葉が似てますけど、 使い分けられるように しましょう だから、 日本海だろうが太平洋だろうかね ただ、塩分濃度が濃いところで言うと 皆さん多分聞いたことあるかなと思うんです イスラエルに ある死海ってところですね。 人が浮くらしいです。 そして特に海水球の塩類の多い順からトップ3を覚えてもらいたいんですね セットで化学式も覚 えてください。 教科書で約何%ってやつと厳密に書かれてるやつの2つがあるので、両方書いときます 1位が塩化ナトリウム NaCl 約78% (77.9%) 2位が塩化マグネシウム MgCl2 10% (9.6%) 3位が硫酸マグネシウム MgSO4 6% (6.1%) となります 他にも硫酸カルシウムCaSO4とか塩化カリウムKCIなどが含まれているんですが、ここはあまり 覚えなくていいかなと では、今まで地球とか大気の層構造みたいなことをやってきたんですが 次は海洋のやつを見て いきたいと思います
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低水温高 I 表層混合層 水温躍層 深層 あったか〜い 凸 つめた~い 引用 https://tigakutasu.com/kaiyonosokozo/ 水温の変化に基づいて、この3つのグループに分けられるんだと 特にあんまり覚えることがない まず、1番上 表面の海水というのは先ほどちらっと言ったんですけども風とか他にも波とかそ ういった要因があるんですがね そいつらによってかき混ぜられるから ある程度は一定なん だっていうところがあります ここのことを表層混合層といいますと 表層混合層は季節による変 化が、やっぱり大きかったりするわけです。 日本あたりは大体 水温が20℃~10℃くらいなんですが 2000mくらい潜ってみるとですね 大 体2℃くらいになるんだと だから、基本的に海水と呼ばれるものは上と下で全然水温が違う んですね だけど、ほんとに上のほうは風とか波によってかき混ぜられてるからある程度の温度は保たれ てるんだなって感じです では、次 表層混合層の下に 深くなるほど、 水温が一気に低くなるフェーズがあるんですここ のこと水温躍層といいます 急激な水温の低下が見られるところとなります そして水温躍層の下には季節とか緯度の変化による変化が少ない そして多少温度は下がる んだけれども深くなるほど緩やかに低下していくって感じですねここの部分のことを深層とい います もちろん、海水温は、海面に近いほど高くて 下に行くほど低くなるんですけれども 太陽からの エネルギーを海面で受け取るからですよね では、季節とか緯度の変化を見て行きます まず、冬と夏の違いなんだけど夏の方が表層混合層での温度変化が激しいって言う所 すぐ下 がる だから、温度が一定っていうのは夏は短いけど冬は長いみたいなことが起こるんです (夏はエネルギーを多く受けるから海水は温まる
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暖まった海水は、密度が低いから上昇した薄い層のところでかき混ぜられる。 冬は海温が冷たいから、密度は重くなる だから、下に沈み込んで対流みたいなことが起こるか ら冬の方が表層混合層が分厚いんです) そして、もう一つ深くなっていくごとに、 水温が急激に低下するところがありましたね 水温躍層 名前は言えるようにしておきましょう そして、このフェーズについてなんですが 高緯度地域だと極端に水温が低いから水温躍層は そんなものはない! とみなされて 深層扱いになると言うことです そして、この海水と言うのはこれは海陸風の時にも説明をしたんですけれども 海の方が温まりにくくて冷めにくい 陸地の方が温まりやすくて冷めやすいでしたね だから、海 洋と言うのは、気候の著しい変動を抑える役割があるんだと では、構造の話は、この辺で終わりにして次循環の話を始めていきたいと思います そして混ざ り方っていうのもやっていこうかなと思います 環流 環流 0 引用 https://tigakutasu.com/wp-content/uploads/2024/09/IMG_6697.png 北半球の太平洋とか大西洋の方面だ今回は太平洋が載ってますけれども、大西洋でもあるんだ けどもね 赤道あたりの方から中緯度の方面に向かい そこら辺の範囲で横のほうに流れてますよね 水 平方向のほうに流れていると。 今回の図で言うと 赤道付近の方から右から左にそして日本付近で南から北に上がって今度 は右側にそしてアメリカの沖合あたりの方でまた下に向かってみたいになっていますよね
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こんな感じでぐるっと回っているこんな感じの時計回りで回ってるんですが こんな感じでぐ るっと回っているような大循環のことを環流といいます (北半球では時計回り 南半球では反時計回りである) なぜこんなものが生じるかって言ったらまず赤道付近では貿易風って風が吹いていましたよね 北半球の場合であれば、 北東から南西に向かって吹くんですかね 北東の風です。 東寄りの 風です。 中緯度の方では 西寄りの偏西風が吹くんでしたね だから、貿易風によって海流が流れていって反対に偏西風によって、 西から東に海流が流れて いくこれでつないでいる輪っかが出来上がると 他にも環流はありますけどもね 円を描くような海流の循環だった場合 環流なんだなと思っとい てください では、先ほどから出てる海流とは何か説明します 海水は、それぞれの海域とかにおいてある程度一定の向きに流れているんだこの水平方向 の動きのことを海流といいます 表面の海水とかだとね。 地表付近の風の流れに従うように一定 の方向に流れるってことです。 こんな感じで、大規模な循環と言うものは基本的には海面の上を吹く風によって生じるから風 成循環といいます この海流でも日本付近のやつは全部言えるようにしてほしいんです 地理でも習ってると思うし 寒流、、、 親潮 (千島海流) リマン海流 暖流、、、 対馬海流・黒潮 (日本海流) 暖流と寒流のぶつかる領域と言うのは潮目ですね プランクトンなどの栄養素が集まるからす ごく良い漁場になるんだと 後は深層の循環も覚えといてください 南極とか、北大西洋グリーンランドの沖合とか海水の塩分が増加するんですね 氷ができるから (海水が凍ったところで、 塩類は氷の結晶に取り込まれないから) つまり、塩分が増加すると言う事は、比較的密度が大きい重いものができる 沈むから循環する んだと 鉛直方向の循環についても少し話しておきますと 実は、海水の循環って先ほどやったやつともう一つあって 海流によるものを先ほどやっていった んですが 皆さん、ある程度の水をバケツに入れて 奥まで手を突っ込んでそのまま手を引いてみると、、、 みたいな感じの循環をやっていきます 鉛直方向は上下方向と言い換えてください 海水は上下方向にかき混ぜられていて、これを海水のベルトコンベアモデルといいます
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大西洋 沈み込み 深層循環の模式図 ( 二層に単純化) 浮上 太平洋 ハワイ インド洋 表層海流 (暖かい) 深層海流 南大洋 (冷たく高塩分) 引用https://ameblo.jp/tomo19550419/entry-11844221854.html そこで北大西洋あたりのところを見てもらいたいんです ぐるりと1周してるところね。 ここは水温が低いから塩類濃度が高めなんです 塩類濃度が高いと密度が大きくなるから あと、水温が低いってのも密度が大きいってことですよね だから、 冷やされた海水が海底に沈 み込むところになってます。 そして、太平洋の方では上側の暖かい海水と混ざりながら、 密度が低くなっていくので、浮上し てくる 塩類濃度は高いとはいえども、 実は塩類の組成は変わっていないんだ 大気と海洋⑧エルニーニョ現象・ラニーニャ現象 エルニーニョ現象とラニーニャ現象というのはほとんど対義語みたいな関係 この2つは、両方とも赤道太平洋東部の水温の変化だと思ってください 東経180℃くらいから南アメリカのペルー沿岸あたりにかけて 赤道太平洋東部の水温が普段よりも高くなってしまうこういった状態が大体1年くらい続くんで すねこの現象のことをエルニーニョ現象 逆に、水温が普段よりも低くなっちゃう状態 これが1年程度続く現象をラニーニャ現象といいます エルニーニョ現象は高くなるラニーニャ現象は低くなるここを押さえておきましょう 当時の私は勘違いしてたことを言います エルニーニョ現象が1年終わったらラニーニャ現象が これがまた終わったらエルニーニョ現象が 1年おきに交代交代で来るもんだと思ってたんですけれども違いますね どっちも数年おき程度に来るらしいです ちなみにこれ自然現象ですね。 人間がいようがいなか ろうがさっきまでは赤道の話をしていたんですけどね。 これ世界各地の気象にもかなり影響が あるんだと言うことです
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<普通> 積乱雲 貿易用 暖水 冷水 1 ル これが普通の状態だとしましょう この赤道太平洋の断面図みたいな感じで書いてみました ペルー側が東でインドネシア側が西になります 北半球では、北東の風である貿易風が吹いてくる 南半径でもいずれにしろ東から西なんですけ れどもこの貿易風が吹くことによって何が起こるのか 風を吹かせてみると 表層のほうのやつが奥のほうに行くのわかりますよね 太陽によって温められている水が、 奥のほうに行くわけです そうすると水が足りなくなるから、そ れを補うようにするように 冷水が上から上がってくると そうすると、あったかい水が西に分厚く東に薄めこんな感じになるから、 西に運ばれた分を補 うように低温の深層水が湧き上がっている ちょっと言い方を変えてみました 暖かいところで言うと 上の空気も温められるから対流活動が起こり、積乱雲ができると そしたら、エルニーニョ現象とラニーニャ現象のやつを見ていきたいと思います
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<エルニーニョ現象> 暖水 介 貿易風 1 ル こちらがエルニーニョ現象の際ですね 何らかのきっかけによって、 貿易風が弱まってしまったそうすると普通よりも東側になるわけで すね だから冷水の上昇が弱まってしまうと 対流活動を行う場所も東から西に移るわけですよね これとは、逆にラニーニャ現象というのは <ラニーニャ現象> 貿易に 暖水 冷水 1 ル こういうことです 今度は貿易風が強いんですよね 貿易風が強いと言う事はその分引き寄せが強いだから、 暖かい水が西のほうに寄るから。 積乱雲ができる場所も西寄りですよね。 そうすると、東側の方では、 海面付近の水が足りなくなるわけだから 冷水が普段よりも強く上昇 しますよねってことです
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大気と海洋⑨日本の天気 ここも中学校と何一つ変わらないって感じですね 気団... 広い範囲に広がる空気の塊 ある性質を持った空気の塊 暖かいとか冷たいとか湿ってるとか乾燥してるっていった性質ですね 日本の天気に関わってきてるのは4つですね ・オホーツク海気団 (オホーツク海高気圧)、、、 冷たくて湿ってる、、、 紫 ・シベリア気団(シベリア高気圧)、冷たくて乾燥してる、、、 青 ・小笠原気団(太平洋高気圧)、、、 暖かくて湿っている、、、 赤 ・揚子江気団、、 暖かく乾燥してる、、、 緑 これが覚えにくいよっていう人 日本の地図に横線と縦線を引いてこのように覚えてください ちなみに、先ほど日本の天気に関わってきてる気団、、、 色 この色で絵で表しますから 今回 シベリ 気団 冷 オホーツクト 小笠原 気団 雲のでき方の時に空気塊っていう単語が出ましたよね 規模が全く違います 気団はめちゃく ちゃでかいです。 この4つの気団が日本の天気とか季節にどのように影響を及ぼすのかっていうのを見て終わりに します ちなみに、この4つの気団に関しては、 全て高気圧ですので まず1番最初に覚えて欲しい季節は冬です この冬、シベリア気団の影響を受けます だから冷たくて乾いたような空気が日本に吹くわけです ね だから、北西から季節風が吹きます 夏とは正反対ですから まだ夏をやっていないので、冬と正反対って言えばよかったんだろうけど シベリア気団は高気圧ですから西側に高気圧 そして東側に低気圧ができますね ちなみにこ れできるとは限らないけどね。
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だから、西側に高気圧がきてて、東側に低気圧がありました これが冬だと判断する根拠になります このような気圧配置を西高東低の気圧配置と呼びます シベリア気団はですね海を渡る際に水分を吸収しますね だから日本海の方だと雪が降ってる のはそれです 新潟県あたりとかかな 大陸は冷えてて海側はあったかい 相対的に見た時ね だから、大陸だと下降気流ができやすく 海の方だと上昇気流ができやすい 北西から風が吹くから、 日本海側では雪が多くて、 太平洋側では乾燥している 次、夏と言いたいところなんだけど 梅雨やってから夏やったほうがいいのかつながってるから 梅雨前線の時やったけど、 停滞前線です 寒気と暖気がほぼ同じ勢力だから 「お前どけよ」 「お前こそどけよ」状態ですね ぶつかるのは オホーツク海気団と小笠原気団 ぶつかるところに停滞前線ができるわけです しかも暖かいのか冷たいかが違うだけで両方に共通すること 湿ってるんですよ て事は、大量の雨を降らせてきます しかも、よりによって、 日本の上でぶつかってくるんですよ だから梅雨ができるわけです。 だから、梅雨の時期を見るときは 停滞前線を見てあげれば大体わかります 地学が苦手な人にとっては覚えやすいからありがたいけど 雨を降らしてくるから地味に嫌です ね では続きまして、夏行きましょう 梅雨を過ぎるとオホーツク海気団の勢力が弱まってきますね そうすると小笠原気団が残る だから、夏に影響を与えるのは小笠原気団 だから夏は南東からの風が強くなるんですねこれも季節風です。 夏の判断基準は南側に高気圧 北側に低気圧ができやすい だから、このような気圧配置は 南高北低の気圧配置と呼ばれる では、最後 一緒にされる春・秋 周期的な天気の変化が見られる 日本の真上を偏西風が通るんです ①寒気と暖気の間で、 温帯低気圧が発達して偏西風に乗って移動する ②大陸からの比較的乾燥した移動性高気圧が偏西風に乗ってやってくる この1番と2番が交互にやってくるって感じですね この移動性高気圧っていうのが、めちゃくちゃやってきます
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高気圧が来たら、天気が良くなって過ぎ去ったら悪くなって。 だから春・秋は天気がコロコロ変わります 天気図を読むときの根拠は高気圧と低気圧が多いっていうところ 春の場合は、 南風が強い場合に、日本海の方ではフェーン現象が発生しやすいから、高温にな りやすいですよと フェーン現象は湿った空気が雨を降らせながら、山を越えたときに普通の空気より乾燥するか ら、気温が高くなるよねみたいな現象です この高温の風みたいなものが生じるんですがこいつのことをフェーンといいます 秋の場合は小笠原気団の勢力が衰えてきて秋雨前線が形成されるとそしてこの時期は、台 風が日本に近づいてくることが多い。 第5章 宇宙 いよいよ最終章ですね 宇宙①宇宙観測 この分野は、 教科書に載っているものと載っていないものがありましたなので一応載せておきま す 当時の宇宙の観測とか、そういったものは昔は肉眼による観測だったり 次に望遠鏡による観 測だったり そんなのがあったわけですね 昔の人たちっていうのは、 太陽とか星を観察することで、時刻を定めたり 太陽の動きで1日を決 めたりとかしたわけです 昔のエジプトだと、シリウスの日の出が初めて現れるときに、ナイル川の増水時期と一致してた から、これを基準に1年としよう みたいな感じでこんな感じだよ。 星の観測をしたもので天球上の星の位置を示した地図 ( 星図) が作られた 17世紀の最初の頃は 初めて望遠鏡で宇宙観測を行ったガリレオという人物がいました 木星の周りを回る4つの星を発見したとカリスト・ガニメデ・イオ・エウロパ て言う星ですね 実は、この星を発見したことによって、 天動説の有力な反証となったと言われてます 天動説... すべての天体が地球の周りを回っているという説 逆になのかわからないんですけども 太陽を中心に、 地球がその周りを回っているんだとする説のことを地動説といいます また、ハーシェルという人物 恒星の数とか明るさを調べて天の川の構造が円盤であることを明 らかにしたんだとか
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宇宙②宇宙の始まり この分野をやる前に 恒星・銀河・銀河系みたいな用語を説明できますかね? 理科の復習 忘れていたなと思った方はここでしっかり意味を抑えときましょう 恒星 自ら光や熱を放っている天体のこと 例を挙げると太陽など それがめちゃくちゃ集まって 数千億個とか集まって銀河を形成している 特に太陽の属する銀河のことを銀河系 (天の川銀河) と呼んでいるわけですね 恒星のほとんど は、円盤状に分布していてそれを円盤の中にいる地球から見たものが天の川ってやつですね そして、宇宙にはいろいろな銀河があるんですよね アンドロメダ銀河とか聞いたことある人はい ると思います。 ところがこういった銀河っていうのは、実はじっとしてるわけではなくて徐々に離 れていってるんですね これどういうことかって言うと、 宇宙自体が膨張してるんですよね こういった膨張する。 宇宙においては、銀河は観測者からの距離に比例した速度で遠ざかってい くんだ。 ハッブルという人物がいて 銀河の遠ざかる速度Vは銀河までの距離dに比例しているよ この法則をハッブル=ルメートルの法則なんて言ったりするわけですね だから、宇宙も過去は1点だったんだとか では、新しい内容を始めていきたいと思います 不透明 透明 電子 ①② 慳 水景 ビッグ バン a 0 C 0 ①一陽子( 0 1 Her CAO 厚子核(〇 ヘリウム C 火 Ibi 13分後 38万年後 [1-31年後 宇宙って今からおよそ138億年前程度に誕生したと言われております 宇宙は膨張しているんだ から初めは1点だったんだろう
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その1点だった状態のことをビッグバンと言うんです 点と言ってもですね めちゃくちゃ高温で高 密度の状態だったんだと火の玉みたいな状態であったと だから、 この状態を火の玉宇宙なん て言ったりする人もいますね この頃は、宇宙全体が狭い領域に集まってたから、光とか電子とかいろいろなものがごちゃご ちゃになったような状態だったんです 宇宙はそこからどんどん膨張していくわけですけれども密度が下がるから温度が低下していく わけになります そこで、どんなことが起こってたのかもともとバラバラになっていた粒子たちがいくつかくっつい て、複雑なものを作っていたとか まず、誕生して10-5秒後の宇宙っていうのは数学で習ってない方のために画像でお伝えします ね -a na it n'a "では空 は たとえば 2 =0.25 4 だから 10-5は 10 100000 (10万分の1) こういうことです だから10万分の1秒後の宇宙っていうのはだから、ビッグバンが起こってから すぐですね この頃は、 素粒子と呼ばれる粒子たちが結びついて 陽子・中性子と呼ばれる奴らを作っていっ たと それが3分後になると 原子核を作るようになってここでいう原子核は 陽子が2つと中性子が 2つでヘリウムの原子核 後は陽子そのものである水素の原子核とかね だから、ヘリウムの原子核とか 水素の原子核とか 電子がちょっとバラバラに存在しているみた いな感じですかね ちなみに、この頃は、 水素の原子核が大体93% ヘリウムの原子核が大体7%程度だったって言 われてますね さらに、そこから時間が経っていき 38万年後 この頃には、原子核と電子が結びつくことによって、原子を形成していったと
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それで実際に数億年後程度には 教科書によって書かれていることがちょっと違うんですが、 大 体1から4億年 それくらい経ってから恒星ができたなんて言われたりするんですね 実は38万年後のところで覚えといて欲しい出来事みたいなのがあって この頃は光は宇宙に満ちていたんですけれども 電子がバラバラに存在してる もっと言うと自由 に飛び回ってるって感じです。 光っていうのが電子と衝突して直進することができなかったんですね 電子が邪魔で通れないよって感じです この光っていうのは電磁波とかなんです だけど、ヘリウムとか水素の原子核が電子を捕まえる ようになってヘリウム原子とか、 水素原子みたいなものを形成していったわけですけれどもそ うすると自由に飛び回る電子がほとんどなくなるわけですよね そうすると電子との衝突がなくなるわけだから、 光が直進できるようになったんですねこの出 来事というか現象のことを宇宙の晴れ上がりといいます それでは、次太陽系の話をしていきたいんですね 実はいきなり何もないところからポンと出てき たわけではなくて何かからできたんですよ その何かを突き止めていきたいと思います まず、宇宙空間にある物質として 宇宙空間は真空とか言われますけど。 まぁその通りではある んですけども。 実はほんとに薄いけども物質があるんですね その物質は星間物質と呼ばれるものでこいつは大きく分けて星間ガスと星間塵 (ダスト)に分か れる まず、希薄なガスの方なんですが星間ガスと呼ばれる ほとんどが水素で少しヘリウムって感じ ですこの2つで大体100%ですよねって感じですね。 水素が92%程度 ヘリウムが大体8%程度なんです 一方で固体のほうは星間塵と呼ばれてます ちょっと漢字が難しいので読み方を書いておくと「せ いかんじん」となります 直径が1μm以下のものになります μはマイクロと読みますね。 mmの1/1000倍になります。 だから、 とてつもなく小さいわけだ そしてこの微粒子は主に炭素とか氷とかですね 星間物質はどこにでもあるのかと言ったら、 そうでもなくてめちゃくちゃ濃いところと ほんとに薄 いところみたいな感じで分けられるんです 星間物質が周りと比較して濃くなっている部分多く集まっている部分のところを星間雲といいま す そして、こんなところから恒星が誕生したんですね 同じ星間雲から生まれた恒星は集団を形成 するようになっていくんですこの集団のことを星団といいます そして、この星団は2つに分類される 球状星団 年老いた恒星が球状に密集している星団 数は、およそ数十万個以上 ... 散開星団... 若い恒星が数十~数百個で含まれる星団
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最後に銀河系を見ていきたいなと思います うずまき銀河をちょっと真横から見てみた断面図を見てみましょう 球状 星団 散開 太陽 2万8000 バルジ ディスク 1万5000光生 光 めちゃくちゃ字が汚いですけど、こんな感じですね まず真ん中に膨らんでいる部分がありますね こいつには恒星が山ほど詰まってるんです 老い た恒星とか若い構成とかもたくさん集まっている領域だ。 この部分のことをバルジといいます 中心部です。 そして、なんか、 手みたいな伸びているところあるじゃないですか 恒星がうずまき状に分布して いるところ。この部分をディスクといいます 円盤部ですね。 基本的に、ここにいるのは若い恒星とかで 散開星団が多く存在する領域なんだと ここにいる太陽とかは、結構外れている部分にいるんですがまだ若いです。 そして、それらを取り囲む球状の部分のところ、この部分をハローといいます 挨拶ではないです からね つまんないですね 結局ここで覚えてもらいたいものって名前とその惑星が若いのか老いているのかだけなんで 宇宙 ③太陽の誕生と活動 ・等級 まず、先程の続きからなんですが 星間雲ってのがありましたよね。 この中だと星間物質が重 力によって集まってくるんですね 物質には重力がありましたよね もっと丁寧に言うと万有引力 ですね 物質には、ものを惹きつける力というものがありますから。 仮にものが、 たくさん集まったところがあったとしましょうか つまり重い。重いほど重力は大きく なります。 だからものがあったら、周りの奴らを引きつけちゃうわけですね
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集まってきたらもっと重くなるから、もうちょっと引きつける こんな感じの繰り返しです だから星間雲の中では星間物質が重力によってどんどん集まってきてこの集まった分、エネル ギーが温度に変換されちゃってその結果、 温度は上昇するわけですねこの中心部には自分 から光を発するようになるものができた これが原始太陽と呼ばれるものになります ちなみに、誕生初期の核融合が始まっていない星 核融合については後で説明しますこの始 まっていない星のことを原始星と言いましてこの原始太陽はまだ原始星の段階にあるものなん だと このときの原始太陽の周囲の星間物質というのは原始太陽の周りを回転するようになってたん ですねそうすると円盤上になるのがわかると思うんですが。 これで原始太陽系円盤と呼ばれ るものを形成していったと 原始太陽が作られて、 大体3000万年位経ちました そうしますと、 中心部の温度が大体1400万 Kまで上がっていく ちなみにですねKはケルビンと読み 絶対温度... 原子とか分子の熱運動がほとんどなくなる温度をOKとして定めた温度の事としてま す 化学基礎の方でざっくり説明しているので、そっちを見てもらったほうがいいかなと思います 日常的に使う方をセルシウス温度といいますけども℃で表すやつね セルシウス温度と絶対温度の関係って OK ≒- 273℃ だから、セルシウス温度で0℃を表すのであれば大体273Kになるよね セルシウス温度は日常的に使う方 そして物理とか化学で使うのは絶対温度の考え方になりま す 1℃上がれば1K上がるという関係性になります なので、これを公式化すると T(K)=t(°)+273 となります 絶対温度=セルシウス温度+273ってなりますね。 話がそれましたけど、 続き解説していきます 原始太陽は自分の重みで収縮していくんですね。 中心温度が大体約1400Kまで上昇すると 4つの水素の原子核から1つのヘリウム原子核を作るようになりましたと このように、原子核がいくつかくっついて別の原子核を作るようになる反応 これを核融合という 高い温度になると、こういうことができるようになるんだって感じですね そして自分の中で核融合反応を起こしている恒星 もっと言うと、水素の核融合によって安定して 輝いているような段階の恒星を主系列星といいます 太陽の場合は、大体100億年 この段階でいるんじゃないかって言われてるんだけどもう46億 年近く経ってるから 半分位の歳を生きてるってことですね(?)
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では等級についてやっていきたいと思います 等級は2種類あると 天体の明るさは等級を用いて表される そして数が少なくなるほど明るいですよと だから2等級と1等級を比較すると 1等級の方が明るいってことになるわけです 見かけの等級 ... 地球から見たときの明るさ 比較的単純な決め方ですね 地球から見てあの天体明るいなぁとかあの天体暗いなぁみたいな感じです ただ、距離の影響を極端に受けてしまうと言うデメリットがあると 夜、暗い部屋で皆さんは、スマホとかを見るタイプでしょうか 私は暗い部屋でスマホを見る人 の気持ちがわからないなと思いながらガン見してますね ちなみにこれを作ってる時間帯が自 分の暗い部屋で夜中3時です 大気・海洋の内容を作っていた時は夕方とかだったのに、 なんか知らん間に夜中になってました 興味ないですね それで、皆さんは暗い部屋で、 スマホを目に貼り付けるかのような距離で見る人はあんまりいな いと思いますけど 当然それで見たらまぶしいですよね 逆に、遠ざけてみると、 暗いなぁみたいなだから、 距離の影響を極端に受けると ちなみに、等級は1等級が最大の明るさだ 実はそうではなくてもっと明るければ、0等級 もっ と明るければ、負の値を取るんです ちなみに、太陽とかと - 26等級らしいですね だから単にまぶしいって言葉では言い表せない ほどまぶしいわけですね 距離の影響を受けてしまうから、別の等級を考えていきましょう 絶対等級 … 星を10パーセクに置いたときの明るさ だから、すべての星を同じ距離に置いたときの明るさなんだと 見かけの等級では、 太陽は-26等級なんだけど 絶対等級では5等級とかになるんです 1等下がると、 2.5倍の明るさ程度になるらしいです では、次 太陽の活動というよりかは部分の名前ですね
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半径:約70万km (地球の約109倍) 質量:地球の約33万倍 プロミネンス 光球 (約5800K) コロナ - (約200万K) 表面を拡大 粒状斑 黒点 (温度低い) 引用 https://tigakutasu.com/taiyounogaikan/ ここも中学理科の復習ではあると思うので 気軽に見てください 彩層 まず直接観測できる太陽の表面の事 可視光線で見られる太陽の表面って言ったほうがいいん でしょうかねこの部分のことを光球といいます だから私たちが見ている太陽っていうのは、基 本的に光球なんだと 表面が大体6000K 教科書によっては5800Kと書かれているものもありますと 太陽のエネル ギーのほとんどってここから放出されているんですよね。 数百kmの薄めの大気と表現している教科書もあります そうするとですね光球の温度は外側の方が低いんですね そうすると外側 周縁の方が暗く見え るんですね この現象を周縁減光といいます そして光球はめちゃくちゃ細かい一面にですね点が見られるんです これを粒状斑と言い 大体 寿命が10分位です 実はこれ部分に寿命なんてものがあったりするんですね。 太陽の内部構造では 対流層と呼ばれる部分があって名前の通りなんですけどね 対流してる と対流の仕組みはこのノートでめちゃくちゃやってるんで割愛します 対流してる様子が見られると 次行きますね 光球に散らばって見える黒い点みたいなのがありますね。 ここの温度は大体 4000Kなんですこの部分を黒点と言いまして 比較的周りと比べると温度が低いから黒く見え ちゃうんだなと 周囲よりも、磁力が強いから 太陽の中心からのエネルギーが表面まで運ばれにくくなっちゃって るそのため生じるんだ。 で黒点は集団でって言う表現はおかしいけど。 大体の場合、いくつ か集まって現れるんです。 寿命は10日前後 この黒点が多く現れる時期のことを極大期 逆に少ない時期のことを極小期 なんて言ったりす るわけですが極大期は太陽の活動は比較的活発な傾向があると
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先ほども言いましたけど、 表面の方では対流してるんですよね 温められた物質は密度が低くな るから上のほうに上がってくるんですけども磁力が発生しちゃうとこの高温物質の上昇って言 うものを邪魔しちゃうんですねその結果、 黒点が発生するって言うプロセスも覚えときましょう。 そして黒点も移動してるんですねこのことから太陽は自転しているんだ。 みたいになるわけで す。 次に黒点の周りに白く明るい部分が現れるんです 黒点は黒い点で周囲より温度が低かったん ですが白色って事は大体見当つくと思うんです。 周囲よりも温度が高くなっちゃってるわけで すね。この白く明るい部分のことを白斑といいます 後は光球縁とかにもできますね。 では、次 皆既日食の時といっても怪しい人いると思うので、 皆既日食説明しておきます 皆既日食は月が太陽と地球の間にすっぽりと入り込んで 太陽が月に覆い隠されてしまう こん な感じの現象ですね。 その時に見られるんですが 光球よりも外側にある目に見えないガスの層があるんです この部分のことを彩層といいます なぜ見えないのか 光球の明るさにかき消されちゃうからですね 相対的に彩層が明るいから打ち消されたときに見えますよねみたいな感じです 彩層の外側に広がる大気の層があって 物質がプラズマの状態になっているこの部分のことを コロナといいます こいつがめちゃくちゃ熱い100万Kとかあるいはそれ以上の高温なんだと プラズマって何か物質の三態やりましたよね さらにもっと熱いところに置いてると 原子核と 電子がバラバラになっちゃうんです この状態がプラズマなんですけど、 不安定で高エネルギーであると そして光球の外側に、 巨大な炎のようなものが見られるとこいつのことをプロミネンス(紅炎) と 言いまして コロナの中に浮いているものだとか 彩層から噴出しているものだとかいろいろあ りますよねって感じです 宇宙 ④太陽系の構造 ここは基本的に用語の説明で、 めちゃくちゃ短いです
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く図 9.4 0.38 0.95 1.00 0.53 4.0 理 錐 地球 煌 天王 自転の向きは反時計回 公転の向きはすべて 100 (ただし、銘のみ時計回り) 反時計回り (地球の大きさを 太陽 1とする) ここはめちゃくちゃ短いです まず、これも前習ってると思います 太陽系は太陽から近い順に 水星、金星、地球、 火星、木星、土星、 天王星、海王星 こんな感じで、8個の惑星が存在するんだと そして、火星と木星の間には、 岩石質の小さい天体がたくさんあって、こいつらを小惑星といいま すと海王星の軌道よりも外側の領域の領域には、基本的に小さい天体が多数あったり、氷と か岩石からなるものね 太陽系外縁天体といいます そして塵を含む氷からなる太陽の周りを楕円軌道で動くやつを彗星と言いまして惑星の周りを 回っているやつは衛星と呼ばれる 月とかだと地球の衛星なんですが 地球の重力から逃げられていないやつなんです。 簡単に言 うととらわれちゃってるよねって。 そして太陽系外縁天体についてもうちょっとやっていくと、 主に円盤状の領域に分布するんです この円盤上の領域の名前をエッジワースカイパーベルトといいます 何かかっこいいですよ ね。 そして、海王星の軌道の1000倍以上の広い領域 彗星となる天体が存在して、 太陽系を雲のよ うに囲んでいるんだこの領域のことをオールトの雲といいます この2つの用語については、めちゃくちゃかっこいいので、ぜひ覚えてあげてください では、ここまでで出てきた用語をさらに詳しくやっていきます 衛星とは 月とかがまさにそうなんですが 複数の天体が近距離にあって、最も質量が大きい天 体の周りを公転している場合の中心のやつを母天体と言うんです。 だから基本的にそれよりか は小さいで、月であれば、地球の重力にとらわれちゃって、逃れられないような感じだ そして、ここで重要な用語 月は原始地球に火星程度の大きさの原始惑星が衝突しての時に生じた破片が集まってできた こういった考え方のことをジャイアント・インパクト説といいます 小惑星 基本的に火星と木星の間にほとんどが存在してるって感じなんですね 中には地球に 接近してくる奴もいるんだと。
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小惑星は成長しなかった微惑星とか 衝突によってぶっ壊されてしまったよなってやつとか そして、もう一つ覚えて欲しいのが 小さい天体が宇宙空間から地球の大気に入ってきてそこで 燃え尽きずに、地表に落ちてきた物体のことを隕石といいますこの隕石のほとんどは小惑星の 破片とか 隕石は、鉄質 岩石質 混じったやつこの3パターンに分けられて大きい隕石が落ちてきた場合 は凹みみたいなのができてるんですよね この凹みのことをクレーターといいます 太陽系外縁天体、、、 海王星の軌道よりも外側を公転する天体 その中でも、 大きくて球っぽい形 をしてるものは冥王星型天体と言いますと 彗星... 太陽の周りを楕円軌道で公転している 氷と砂粒のような塵からできていて 太陽に近づ くと、表面から氷が昇華して明るいガスの塊を作るんですねこの明るいガスの塊のことをコマ といいます そして、しっぽみたいなのを出すんですけれども太陽と反対の向きに尻尾を伸ばすみたいな感じ です 宇宙 ⑤ 太陽系の誕生 <図> 0.38 0.95 1,00 0.53 4.0 埋 性 錐 地球 煌 天王 自転の向きは反時計回 公転の向きはすべて 100 (ただし、鉢のみ時計回り) 反時計回り (地球の妊娠を 1とする) では、ここからやっていきましょう 結局、これは複数回使います 大体46億年前程度に 星間雲から発生したんですよね。 太陽系は 回転しながら収縮してその中心に原始太陽 その周辺に回転する円盤の原始太陽系円盤が あるみたいな事は先ほどやりました そうすると、この円盤の中で、 岩石がくっついたりぶつかって合体したりみたいなことが起こっ て小さい天体が大量に作られたんですねこの天体のことを微惑星と言います 微惑星も衝突の速度が小さいからさらに合体していくわけですね その結果、 質量の大きい天 体が作られて、この天体のことを原始惑星といいます
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では、次 太陽に近い領域でできたものは主に岩石からなる逆に太陽から遠ざかると何が主流(?)にな るかといいますと氷なんですね 太陽に近いと温度が高いから氷が少ないんですそして太陽は大きいから周りの水素とかヘリウ ムとかそういったガスを自分の重力を吸収するから、 地球が惑星に関しては岩石しか残らないみ たいなイメージです まず、画像の太陽から近い順に 水星→金星→地球→火星 となっているところで、一旦止めます この4つに関しては質量と半径が小さくて 金属からなる核 と岩石からなる地殻やマントルを持つ地球型惑星と呼ばれるグループになります 重力も小さいから残っていた星間ガスを集めることができなかったみたいな感じなんですね 逆に太陽系の中でも、火星以降の 木星 土星→天王星→海王星 この4つに関しては 岩石と氷から主に形成されてます で、質量と半径が大きくて 表面は、水 素とかヘリウムなどの軽いガスで構成されるため、 固体の表面がないことが特徴になります 質量が大きいから、その大きい重力によって、周囲の星間ガスを引きつけていったとね このような惑星を木星型惑星といいます 木星とか土星が誕生した後ってガスが減少するから、 天王星とか海王星は比較的小さいもの なんだとね で、木星型惑星に関してはあんまりやっていないので、 内部構造を見ていきたいと思いますね 表面は、水素とかヘリウムなどの気体で比較的分厚い感じで覆われていると内部は、やっぱり 圧力が高いから、 液体水素の層とか 金属水素の層等が見られる 中心部には、 岩石と氷で構 成されている固体の状態である核が存在するって感じですね 宇宙 ⑥ 太陽系の惑星 <図> 0.38 0.95 1,00 0.53 4.0 鉄 地球 煌 天王 自転の向きは反時計回 公転の向きはすべて 100 (ただし、鉢のみ時計回り) 反時計回り (地球の大きさを 1とする) ここからはそれぞれの惑星の特徴で覚えて欲しいものを見ていきたいと思います 〈水星>
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なんか見た目が白黒に近いような感じなんですがね 太陽から最も近い惑星になります そしてもう一つは、太陽系の中で最も小さい惑星になります ね。 質量が小さいから大気がほとんどない その上ですごく自転するのが遅い。 だから、昼と夜との温度差がすごい大きい しかも、お昼もめちゃくちゃ長くて夜もめちゃくちゃ長いって感じのものですね 夜の方だから、 太陽が向いていない方は大体-170℃ 逆に太陽に向いている方だから昼ですね 大体400℃以上 なんて言われたりするわけです もし大気があるものだとすれば 温室効果とかで比較的暖かい状態で保たれるのかもしれない けどそんなものがほとんどないわけですからどんどんどんどん下がっちゃうわけだ 〈金星 > 気圧がとても高いんですね 地球の90倍程度 そして大気の主成分は二酸化炭素である そして、水星と同様に 自転周期が結構長めだから、昼と夜の温度差がやっぱり激しいのかなと 思いきや あんまり温度差はないんですね その理由としては気圧がすごい高いこと地球とは全然違う大気の量なわけです これが1つの 原因で、 もう一つは 主成分は二酸化炭素ってところ 二酸化炭素は温室効果ガスですから そして、太陽系の中では、 金星だけ自転の向きが時計回りである 〈地球 > 地球に関しては、他のところで色々と学んでいるんですけれども ここでは他の惑星と比較した いわけですからいろいろ見ていきましょう 地球の大気の主成分は窒素である 気圧は1気圧である 1013hPaですね そして大体 大気の21%は酸素ですね ですけど。 大気中に酸素が1%以上ある 実はこれ地球 だけです そして、二酸化炭素が極端に少ないとそして自転する周期が大体24時間だから 比較的短い んですよって昼と夜の温度差が小さめって感じですね 地表の平均温度15℃ そして自転軸が傾いていることから中緯度~高緯度地域では季節という ものが存在する 覚えて欲しいことで 地球の自転軸のことを地軸といいます そしてどれほど傾いてるか 23.4° ですね そして、1番重要と言っても過言ではないだろう 太陽系の中で唯一 液体の状態の水が存在す ると ちなみに、生命が存在するためには、 液体の水がないといけないわけですね 地球は太陽から の距離とか質量とかいろいろ条件が良いので液体の水が存在できるから、 生命が存在できる 領域と考えられていてこの領域のことをハビタブルゾーンといいます 〈火星>
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地表面の気圧が0.01気圧以下であるってことでとても少ない そして大気の主成分は二酸化炭素である 結構火星って地球と似ている惑星なんて言われたりするわけでですが 例えば自転の周期が約 1日だったり 主成分も気圧も全然違うんですけどね そして地表の平均温度がおよそ - 60℃ 地球と比較す るとかなり低めですね 自転軸も大体地球と同じくらい傾いているため、 季節が存在する 地表面に液体の水は存在しないけれども過去に流水によって形成された地形とか地層が存在 するんだって話です そして、火星の極地域に形成された二酸化炭素とか水からなる氷の塊のことを極冠といいます 〈木星・土星〉 この2つは地球と比較するとですね やっぱりサイズ感がでかかったりします。 木星は太陽系の中で最も大きい惑星でそれに引き続く形で、 土星も2番目の大きさです 両方とも大気のほとんどが、 水素とかヘリウムで占められているよとか 木星とかに限って言ってみると 縞模様とか 綺麗な渦とかねありますよね 大気の運動が起 こっている じっとしてるんじゃなくて運動しているんだと。 木星の表面に、巨大な渦が存在するんですものによっては、地球の直径よりも大きい渦です ね。この大気の渦のことを大赤斑といいます そして、 木星型惑星に全部言えることなんですけれども 木製にも実は可視光線で見える輪っか があるんですこの輪っかのことを環といいます。 土星とかだと顕著に見られますね 環はたくさんの氷とか岩石の破片からできている (存在していた衛星が破壊された結果、集まっ たものと考えられている) あと、土星に至っては密度が水よりも小さいんです 〈天王星・海王星〉 こいつらはまとめて巨大氷惑星なんて言われたりするんですねこの言葉が物語ってるような感 じなんですけれども どちらも太陽から遠いから、氷を元にして作られているみたいな感じですね どちらも惑星の大気のほとんどが水素とヘリウムで構成されているのは、ここは木製とか土星 と一緒なんですけれども 1から2%程度メタンっていう気体があって 赤っぽい光を吸収してそ うじゃない光を反射するようになるのでこいつらは青っぽく見えると メタンの雲があるみたいな感じですね これで地学基礎の解説を終わりにします
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地学
この問題を解説して頂きたいです
高校生
地学
これ、なんと読みますか
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